Способ переработки расплава и установка Зорина О.Д. для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК C04B5/00 

f

Изобретение относится к черной

металцургии, в частности к способу шахтнрй обработки расплава, преимущественно шлака или металла, и к устройству для его осуществления, и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства, где необходимо обрабатьгеать неметалш1чес- кий, металлический расплавы, например, в литейном производстве, в цветной металлургии.

Целъю изобретения является новы- шение качества продукта, уменьшение удельных расходов энергии и ххпщаген та и загрязнения окружающей среды, а также утилизация вторичного тепла.

На фиг.1 изображена установка для переработки расплава в виде вертикального термостата с шахтой по форме обечайки с отводным туннелем; на фиг.2 - то же, в виде вертикального термостата с примыкающим к нему накопителем и с теплообменником в последнем; на фиг.З - то же, в виде вертикального термостата с теплообменником за пределами накопителя; на фиг.4 то же, в виде вертикального термоста „та со стороны входа последнего с миксером для расплава; на фиг.5 - то же в виде горизонтального термоатата- теплообменника с каналами в стенках последнего для рабочего тела тепловой машины и с миксером для расплава сопряженного с входом термостата.

Установка содержит желоб с открытым или с закрытым руслом для сли ва расплава, например шлака или металла из доменной или из сталеплавильной печи, термостат 2 для обработки расплава, выполненный в виде обечайки с собирательной (приемной) воронкой 3, с шахтой 4, с отводным туннелем 5. Воронка, шахта, туннель вьтолнены по форме, например, плос- кого или круглого конфузора, цилиндра, диффузора с возможностью на выходе последнего внезапного расширени расплава соответственно. Внутри тер- мосТата соосно установлена прямолинейная фурма 6 и/или со стороны: нижней части по периметру торца отводного туннеля закреплена кольцевая . фурма 7. Фурмы снабжены соплами 8 для подачи в термостат обрабатывающего расплав рабочего тела, например воздух и/или вода. Фурма 6 и/илн 7 установлена на основании или на шарнире, кинематически соединенным с

783212

приводом периодического перемещения, например опускания, подъема и фиксирования фурмы вдоль оси термостата между крайними верхним и нижним поло- 5 жениями сопл 8. Последние вьшолнены в виде сменного насадка из износоустойчивого материала с боковым и/или продольным цилиндрическим, конусо- идальным, коническим или иной формы

10 отверстием. Сопла 8 закреплены на основании или на шарнире, кинематически соединенным с приводом с возможностью периодического поворота их выхода для рабочего тела в противопо- 5 ложных направлениях в секторе от О

до 180, предпочтительно в интервале от О до 90° в вертикальной плоскости относительно продольной оси термостата. Фурма 6 и/или 7 через регулятор (вентиль) расхода рабочего тела посредством, например, гибкого шланга 9 подключена к магистрали (системе) подачи рабочего тела в фурму. Со стороны внутренней полости 10 стенка 11 термостата покрыта защитным слоем 12, например самовосстанавливающимся гар- ниссажем из компонентов обрабатываемого расплава. Термостат снабжен механизмом 13 для закрепления его на основании с возможностью периодической замены (монтажа, демонтажа) термостата без разрзтпення основания.

Желоб 1 и термостат 2 расположены на входе в накопительную или в транспортную емкость для продуктов обработки расплава, например гранул, порошка, пемзы, ваты. Накопитель для последних вьтолнен в виде гидробассейна с достаточной в нем массой воды или в виде безводной саморазгружающейся емкости по форме, например, силосной башни. Для выгрузки твердых продуктов обработки расплава накопитель снабжен механизмом. Например,

гидробассейн имеет эрлифт или багер- ный насос, а силосная башня в нижней части снабжена течкой (желоб, лоток) с открытым или с закрытым руслом и с дозатором расхода (кг,м) выгружаемого продукта. Течка выполнена и расположена с возможностью самотеком выгрузки сыпучих материалов в транспортное средство, например грузовой автомобиль, железнодорожный вагон,

транспортер пневматический или .вибрационный .

Пример 1, Способ обработки расплава, например грануляции жидко

3

шлака,

заключается в

го доменного следующем.

Заблаговременно до слива расплава в частности доменного шлака из ковша или из доменной печи, между сливным желобом и названными накопителем или транспортным средством для гранул посредством крепежного механизма закрепляют термостат на основании. При этом термостат 2 устанавливают так, что последний входом для жидкости в его верхней части воронки 3 примыкает тангенциально через зазор или сопряженно к выходу желоба 1, а в нижней части отводной туннель 5 выходом для продуктов обработки расплава, в частности гранул, через зазор или сопряженно примыкает к входу для последних в верхней части накопителя или к названному транспортному средству.

Перед сливом расплава (доменного шлака) в термостат, фурму 6 и/или 7 и сопла 8 настраивают по технологии обработки в оптимальное положение, например опускают, и после окончания опускания .фиксируют фурму 6 так, что после фиксирования ее сопла 8 распо- , лагаются в нижней части накопительной воронки 3 или шахты 4 на равном расстоянии от входа и выхода шахты, а фурму 7 и ее сопла 8, фиксируют так что по окончании фиксирования выходы этих сопл располагаются в плоскости

5

сечения выхода отводного туннеля и имеют угол атаки. 45 по направлению к оси туннеля. Оптимальный угол атаки сопла 8 заблаговременно устанавливают при закреплении сопла на основании или посредством привода с шарниром сопла. При этом угол атаки задают в зависимости от интенсивности слива расплайа в термостат. Чем интенсивнее слив расплава, тем больше в вертикальной плоскости угол меж ду горизонтом и направлением потока рабочего тела из сопла В и наоборот. Расплав сливают по желобу 1 тангенциально к поверхности стенки воронки 3 термостата. При этом с не- которым опережением или вместе со сливом расплава посредством сопл 8 фурмы 6 и/или 7 формируют поток рабочего тела, в частности пресной воды, и с опережением или вместе с распла- вом подают в термостат. При этом рабочее тело подают (расходуют) с интенсивностью (кг/ т расплава) по

1

10

15

, 30

20

25

35

40

45 50 55

783214

технологии, достаточной для обработ- ки расплава. Причем через сопла 8 фурмы 6 подают только часть от указанного общего расхода рабочего тела. При этом интенсивность подачи последнего меньше интенсивности подачи рабочего тела, теоретически необходимой для затвердевания расплава.Например, рабочее тело через фурму 6 подают с интенсивностью, теоретически достаточной для понижения температуры расплава до среднего значения последней в интервале между температурами его ликвидуса и солидуса. Остальную часть или по технологии необходимую для обработки расплава всю массу рабочего тела подают (расходуют) через сопла 8 фурмы 7. Причем интенсивность подачи рабочего тела через эту 7 находится в интервале между интенсивностя- ми подачи (расхода) рабочего тела, теоретически необходимой для затвердевания расплава- и теоретически достаточной для понижения температуры поверхности гранул до температуры точки водяной росы окрзгжающей среды, например, атмосферного воздуха.

В течение слива расплава в термостат 2 поддерживают названную интенсивность подачи (расхода) рабочего тела через фурму 6 и/или 7. Например, применительно к придоменной грануляции шлака через фурму 6 воду подают с интенсивностью 10-100, .предпочтительно 30-50 кг, а через фурму 7 с интенсивностью 100-800, например 400-500 кг/1 т расплава (шлака), в зависимости от величины его энтальпии в момент слива последнего в термостат 2 и в момент начала затвердевания гранул. В течение обработки расплава посредством регулятора расхода оптимизируют и на оптимальном уровне поддерживают интенсивность подачи рабочего тела (воды) в термостат 2.

Таким образом с опережением грануляции предварительно охлаждают расплав до оптимальной для качества грануляции температуры, например до температуры в указанном интервале, в частности до 1350 ±10 С, и в течение слива расплава через термостат поддерживают эту температуру. В момент выхода из шахты 4 расплав внезапно расширяют и при этом из капель последнего образующийся диспергат

посредством сопл 8 фурмы 7 противотоком направляют сформированный поток рабочего тела (воды) с указанными интенсивностью и углом атаки. Та- КИМ путем в пределах отводного туннеля 5 получают и в течение падения охлаждают диспергат расплава, последний переводят из капельно-жидкого в дисперсно-твердое состояние, образо- ванные гранулы в полете (падении) охлаждают до требуемо по технологии обработки температуры. При этом затормаживают скорость движения гранул и переводят их из ускоренного в сое- тояние замедпенного падения или леви- тадии. В течение последнего гранулы охлаждают до указанной температуры, например до 100°С, и после этого гра- нулят сбрасывают в накопитель или в транспортное средство. Из накопителя разгрузочным механизмом последнего периодически или непрарывно гранулы выгружают в транспортное средство. Отработанное рабочее тело, в частноети водяной пар, через выход для него например, в нижней части отводного туннеля 5 удаляют за пределы последнего, направляют в конденсатор водяного пара и конденсат сливаюу в сие- тему оборотного водоснабжения термостата.

Возможны другие варианты использования устройства.

Пример2. По сравнению с примером в устройстве (фиг.2) шахта

4выполнена в виде плоского или круглого усеченного конуса, который большим основанием сопряжен с нижней частью собирательной воронки 3, а меньшим основанием сопряжен или через зазор с дросселем примыкает к верхней части .отводного туннеля 5.

При этом кольцевая фурма 7 располо- жена по периметру между верхним и нижним основаниями отводного туннеля

5с возможностью подачи рабочего тела в последний. Собирательная ворон ка 3 в верхней ее части снабжена дополнительным выходом I4 с пыпеулови- телем 15 и с дросселем (регулятором)

16 расхода летучих (газ, пар, пыль) продуктов обработки расплава. Отводной туннель 5 меньшим основанием сопряжен через зазор 17 с шахтой 4, а большим основанием - с входом в верхней части накопителя 18 для продуктов обработки расплава. Последний

выполнен в виде закрытой саморазгружающейся, например, силосной ба1ини. В нижней части накопительная емкость

18снабжена разгрузочным устройством

19с дозатором расхода сьшучих продуктов обработки расплава (гранулы, порошок, др.), например лоток с открытым или с закрытым руслом. Последний через зазор примыкает к транспортному средству 20 (грузовой железнодорожный вагон, автомобиль, транспортер). В верхней части собирательная воронка 3 и накопитель 18 снабжены дополнительным выходом 14 с пылеуловителем 15, с дросселем 16. Этим выходом 14 накопитель 18 примыкает к системе эвакуации летучих продуктов обработки расплава за пределы этой емкости, например к конденсатору водяного пара системы оборотного водоснабжения устройства, снабженной системой химических аппаратов выделения из пара и утилизации соединений серы, водорода, углерода.

ПримерЗ. По сравнению с примером 2 в устройстве (фиг.2) накопитель с возможным заполнением гранулятором 21 снабжен теплообмен- ным аппаратом 22 для утилизации вторичного тепла обрабатываемого расплава. Этот аппарат (теплообменник) 22 выполнен в виде жидкостного или газового (воздушного) калорифера или водотрубного парового котла, например, высокого (20-40 ати) давления и снабжен входом 23 для низкотемпературного и выходом 24 для высокотемпературного рабочего тела теплоносителя тепловой машины (паровая, газовая турбина, поршневая паровая машина, двигатель Стирлинга и др.). При этом теплообменник 22 расположен в пределах накопителя 18 между ее выходом 14 и разгрузочным устройством 19. Причем низкотемпературная часть (экономайзер) с входом 23 теплообменника 22 расположена со стороны разгрузочного устройства 19, а высокотемпературная (перегреватель, сухопарник) часть с выходом 24 теплообменника 22 расположены со стороны выхода 14 накопителя 18 с возможностью заполнения последнего и засыпания грануля- том 21 теплообменника-22, .Входом 23, выходом 24 теплообменник примыкает к соответствующим им выходу и входу для рабочего тела тепловой или

7 . .

химической машины (паровой двигатель химический реактор, пирометаллурги- ческий агрегат, теплофикационная сеть). Выход 14 собирательной воронки 3 и/или накопитель 18 примыкают к названной или к дополнительной тепловой или химической машине, нап- пример, для подогрева или для размораживания шихтовых материалов пиро- металлургической плавки.

Пример4. По сравнению с примером 3 в устройстве (фиг.2) теплообменник 22 снабжен дополнительным выходом 24 для теплоносителя рабочего тела тепловой или химической машины. При этом дополнительный выход расположен со стороны низкотемпературной части теплообменника и между последним и высокотемпературной частью последнего расположен дроссель 16. Дополнительный выход 24 через дроссель (вентиль) примыкает к тепловой или химической машине для утилизации низкотемпературного ( 100 С и менее) вторичного тепла (отопление промьш1ленных жилых зданий, теплиц).

Пример 5. По сравнению с примером 3 в устройстве (фиг.З) теплообменник 22 расположен за пределами накопителя 18, вьтолнен в виде металлического или керамического рекуператора с каналами 25 для движения через них сьтучих продуктов обработки расплава (гранулы, порошок) и с каналами 26 для движения через, них рабочего тела (теплоносителя) тепловой или химической машины, например атмосферного воздуха для подачи его в пирометаллургический агрегат. При этом термостат 2 снабжен накопителем 18 для разделения газообразных (летучих) и сьтучих продуктов, обработки расплава. .Накопитель выполнен в виде закрытой от внешней атмосферы дополнительной емкости с возможностью в ее пределах разделения летучих и нелетучих продуктов обработки расплава естественным путем. Накопитель 18 выполнен по форме в виде саморазгружающейся силосной башни (бункера) с возможностью в ней внезапного расширения названных продуктов и расположен между отводным туннелем 5 и теплообменником 22 с сопряжением с последними, с возможностью самотеком пересыпания сьтучих продуктов обработки расплава из сепаратора в теплообменник 22. В нкж3218

ней части по периметру накопитель I 8 снабжен кольцевой фурмой 27 с соплами для подачи рабочего тела (теплоносителя) указанной машины на продукты обработки расплава. В верхней части по периметру накопитель 18 снабжен выходом 14 в виде кольцевого воздухопровода с пылеуловителем 15 и с дросселем 16. Каналы 26 снабжены

входом 23 и выходом 24 и последние примыкают к соответствующим им выходу и входу тепловой или химической машины, утилизирующей вторичное тепло обрабатываемого расплава. Каналы

ПС

/э со стороны их выхода через заэор примыкают к транспортеру 28 для подачи охлажденных продуктов обработки расплава на пневмотранспортер 29. Последний снабжен воздушным компрес

сором 30, воздухопроводом 31 с дрос

селями (регуляторами) 16 расхода воздуха, соплами 32 для подачи последнего в пневмопровод 33 для транспортировки твердых продуктов обработки расплава в накопитель 18. Последняя в ее верхней части входом для гранул сопряжена с пневмопроводом 33. Посредством механизма 13 устройство (термостат) закреплено на основаНИИ 34.

Пример 6. По сравнению с при- мером 5 в устройстве (фиг. 4) теплообменник 22 выполнен в виде парового, . предпочтительно , водотрубного котла

и паропроводом 35 соединен с паровой .(газовой) турбиной 36, кинематически соединенной с электрогенератором 37, который через выключатель соединен с системой (электросетью) подачи

электрической энергии к потребителю ее. В нижней части паровой котел снабжен разгрузочным устройством 19 для выгрузки пьши. Этот выход через зазор примыкает к транспортному средству 20. Накопитель 18 выходом 14 с пылеуловителем 15 сопряжен с входом 23 для теплоносителя парового котла 22. Последний выходом 24 с дросселем для отработанного теплоносителя, наппример мятый водяной пар, примыкает к канализации 38 системы 39 оборотного (замкнутого) водоснабжения устройства (термостата). Эта система 39 снабжена насосной станцией 40, осветителем (отстойником) 41 воды, напорными водоводами 42. Кроме того устройство снабжено системой 43 автоматического контроля (измерения) интен912

сивности слива расплава в термостат 2, а тазсже системой 44 автоматического управления технологией обработки расплава. Выход 14 в верхней части воронки 3 посредством теплопровода 45 соединен с.дополнительным теплообменником 46, вьтолненным, например, в виде описанной машинь для утилизации вторичного тепла обрабатываемого расплава. После теплообменника 46 теплопровод 45 примыкает к канализации 38 системь5 оборотного водоснабжения термостата 2. Кольцевая фурма 7 с соплами 8 расположена по внешнему периметру между верхним .и нижним основаниями о-Гводного туннеля 5 с возможностью подачи рабочего тела в полость последнего. Причем сопла 8 расположены по периметру и/или в плоскости сечения туннеля 5, со стороны нижнего основания последнего. Фурма 7 лосред- ством напорного трубопровода 9 соединена с системой 39 оборотного водоснабжения устройства (термостата),

П р и м е р 7. По сравнению с примером 6 в устройстве (фиг.4) термостат 2 снабжен байпасной линией 47 для подачи летучих продуктов обработки расплава из верхней части собирательной воронки 3 в тeплooбмfaнник 22 При этом входом трубопровод 47 с дрос селем 16 примыкает к полости в верхней части воронки 3, а выходом примыкает к входу 23 парового котла (теплоо.бменника) 22.

П р и м е р 8, По сравнению с примером 6 в устройстве (фиг.4) термостат 2 вьтолнен в виде водомера Вен- тзфи с выходом 48 в верхней части - воронки 3 и выходом 49 в верхней части шахты 4 термостата для газа. Например, выход 48 расположен вьше емкости воронки для жидкости, а вьпсод 49 распололсен в- зоне сопряжения во- роки с шахтой. При этом посредством газопровода 50 эти выходы соединены е манометром для измерения величины перепада давления между зонами рас- положения этих выходов. Манометр соединен с системой 43 автоматического контроля (измерения) интенскв- ности слива расплава через термостат, которая, в свою очередь, со-е- динена с системой 44 автоматического управления технологией обработки расплава,

Пример9. По сравнению с примером 6 и/или 8 устройство (фиг.4)

0

5

832110

(термостат) 2 снабжено байплотым трубопроводом (байпасом) 51 с дросселем для эжектирования летучих продуктов обработки расплава из полости

5 в верхней части воронки 3 в шахту 4 . термостата 2. При этом входом для газа байпас 5 соединен с отверстием 48, а выходом примыкает к отверстию 49 в верхних частях воронки и шахты. Между входом и выходом байпаса установлен дроссель 16.

Пример 10. По сравнению с примерами 1-9 в устройстве (фиг.4) между сливным желобом 1 и термостатом 2 расположена дополнительная емкость 52 для расплава, например чугун, сталь, шлак. Последняя выполнена в виде миксера и в верхней части снабжена входом 53 для жидкости, для сыпучих материалов. Миксер снабжен, по крайней мере, одним, например, тремя выходами для жидкости, из которых выход 54 предназначен для слива жидкого шлака, а выходы 55 и 56 - для слива металла и расположены на противоположных сторонах периферии миксера, предпочтительно, соосно с последним и друг с другом. Выход 54 расположен выше и на равном расстоя-

НИИ от выходов 55 и 56. Выходы 54-56 выполнены в виде сифона, например чайниковьм носок или лоток с сифонной плитой (скиммер) перед ним. Сифонная плита 57 установлена перед 35 выходом 54 для шлака, а сифонная плита 58 расположена перед выходами 55, 56 для слива металла. Сифонные плиты установлены с возможностью одновременно сифоном сливать шлак и металл,

0 например шлак в термостат 2, а металл в заблаговременно для этого усга-, новЛершый ковш (чугуновозный, стале- возный). Входом 53 миксер 52 через зазор и с единым центром вращения

45 примыкает к выходу желоба. 1 , а выходом 54 миксер примыкает через зазор и тангенциально к входу для жидкости в верхней части собирательной воронки 3, Выходы 55 и 56 через зазор при50 мьщают к аналогичным термостату 2 или к иному устройству для обработки расплава, например к устройству для получения металлического порошка и/или ковшу для транспортировки жид55 кого металла (чугуновоз,- сталеврз). Последние располагают ,на постановочных для них железнодорожных путях. Миксер 52 устанавливают на основании

11 I

или на шарнире 59, кинематически ере диненным с приводом с возможностью периодического наклона миксера в про тивоположных направлениях в стороны выходов 55 и 56 с возможностью слива расплава из миксера в указанные емкости.

Пример 11. По сравнению с примером 10 в устройстве (фиг.4) к входу 53 миксера 52 через зазор примыкает выход с дозатором емкости 60 для добавочных материалов, например взаимодействующие с элементами расплава (металл и/или шлак) десульфура- тор, дефосфоратор, окислитель, восстановитель, легирующий элемент, предпочтительно известь, железорудный концентрат, уголь, цветной металл, редкоземельный элемент. Фурма 6 с соплом 8 расположена соосно с термостатом 2 и установлена (закреплена) на основании и на шарнире с приводом 61 с возможностью периодического подъема и опускания сопла 8 до крайних верхнего, нижнего положений.

Пример 12. По сравнению с примером 10 в устройстве (фиг.5) тер мостат 2 расположен наклонно, предпочтительно, горизонтально между миксером 52 и накопителем 18 с сопря жением с миксером и с примыканием че рез зазор к емкости. При этом большее основание собирательной воронки 3 сопряжено с выходом 54 для шлака миксера, а большее основание отводного туннеля 5 через зазор примыкает к входу для продуктов обработки расплава в верхней части накопителя 18. Фурма 6 расположена в миксере перед выходом 54 для шлака и установлена на шарнире 61. с приводом с возможностью периодического перемещения фурмы во взаимно перпендикуляр ных направлениях между крайними поло жениями сопла 8 и после окончания перемещения в каждом направлении фиксирования последнего в оптимальном положении относительно входа для жидкости собирательной воронки 3 тер мостата 2.

Пример 13. По сравнению с примером 12 в устройстве (фиг.5) часть стенки термостата 2 вьшолнена в виде нагревателя (теплообменника) рабочего тела (теплоносителя) тепловой, химической машины, например калорифер или паровой, предпочтительно

10

15

25

7832112

водотрубный, котел с каналами 62 для циркуляции через них рабочего тела (теплоносителя).

Оптимальным вариантом изготовле5 ifflH устройства является изготовление его по примеру 1 или по примеру 3. Этот вариант вписывается в технологический поток известных доменных сталеплавильных цехов по переработке жидких, например доменных, шлаков. Поэтому практическое осуществление предлагаемого устройства не требует больших затрат времени и средств.

П р и м е р 2. Способ обработки, в частности грануляции, расплава, например, доменного шпака при изготовлении ycTpoiicTBa по примеру 2 или 3 от примера 1 отличается тем, что в течение обработки расплава в теп20 лообменник 22 засыпают или через его каналы 25 пропускают (ссыпают) сьту- чие продукты (гранулы, порошок) обработки расплава. Одновременно через вход 23 в теплообменник 22 подают необходимзпо массу и в последнем нагревают рабочее тело (теплоноситель) описанной машины до температуры, достаточной для вьтолнения рабочего процесса, утилизирующей вторичное тепло расплава тепловой или химической машины. После этого нагретое рабочее тело (теплоноситель), например воздух и/или вода, через выход 24 направляют в названную машину и, та35 КИМ путем, коьшенсируют дефицит теп- -ла при. выполнении последней рабочего процесса, например выработка электроэнергии или восстановление железа из его окислов с последующим использова40 нием отработанного теплоносителя для обогрева (отопления) производственного, жилого помещения.

Например, в теплообменник 22 подают пресную воду с интенсивностью 45 15-25 кг/1 т гранулята (порошка) и за счет тепла последнего получают, перегревают водяной пар до температуры Bbmie его критического состояния, предпочтительно в интервале 400- 50 500 С, и перегретьш пар направляют на рабочие органы паровой (газово) турбины тепло-электроцентрагш (ТЭЦ). Отработанный пар направляют в конденсатор последнего и конденсат сли55 вают в систему оборотного водоснабжения термостата 2.. Отработанный (мятый) пар направляют в систему циркуляции его через теплообменник 22

30

131

и повторяют описанный цикл утилизации вторичного тепла расплава (перегревают и направляют перегретьш пар на рабочие органы машины). При использовании в качестве рабочего тела (теплоносителя) атмосферного воздуха последний в теплообменнике 22 нагревают до TeivjnepaTypH, по технологии достаточной для вьтолнения рабочего процесса, например, доменной плавки в интервале температур iOOO- 1300°С, предпочтительно 1200-1250 С, и нагретьй воздух направляют в воздухопровод горячего дутья доменной печи.

П-р и м е р 3. Способ обработки расплава от описанного примера 2 от- лцчается тем, что нагретые до высокой температуры (1000-1600 С) газообразные (пар, газ) продукты обработки расплава через выход 14 для них направляют в теплообменник описанной машины для утилизации вторичного тепла расплава.

П р и м е р 4. Способ обработки расплава при изготовлении устройства по одному из описанных примеров 6-10 от примера 1 отличается тем, нагретые газообразные продукты обработки расплава через выход 14 собирательной воронки 3, и/или накопитель 18 и вход 23 направляют в теплообменник в виде водотрубного парового котла. Отработанный теплоноситель (мятый, водяной пар) через выход 24 котла направляют в конденсатор последне го и конденсатор сливают в канализацию 38 системы 39 оборотного зодо- „снабжения устройства. Осаждающзпося в котле 22, пыль через выход периодически выгружают в транспортное средство 20, Перегретый пар из котла 22 по трубопроводу 35 направляют на лопатки турбины 36 с электрогенерато ром 37 теплоэлектроцентрали.

П р и м е р 5. Способ обработки расплава, от описанного примера 4 отличается тем, что в течение обработ- ки газообразные продукты обработки расплава по байпасному трубопроводу 47 и/или через выход 14 направляют в теплообменник (паровой котел) 22 и/или в дополнительный теплообменник 46. В последнем за счет вторичного тепла расплава рабочее тело (теплоноситель) нагревают до температзфы ниже температуры кипения воды, например и интервале 30-95°С.

5

0

5

832114

П р и м е р 6. Способ обработки расплава от описанного примера 4 отличается тем, что летучие (пар, газ, пыль, брызги) продукты обработки расплава по байпасному трубопроводу 51 , из верхней части В(5ронки 3 направляют в верхнюю часть шахты 4. При этом одновременно потоком расплава названные продукты эжектируют в об- рабатываемый расплав.

П р и м е р 7. Способ обработки расплава при изготовлении устройства по примеру 8 в виде водомера Вентури от описанного в примерах 1-6 отличается тем, что в течение слива расплава через термостат 2 посредством манометра 43 измеряют разность (перепад) давления в верхних частях воронки 3 и шахты 4. Результаты измерения автоматически вводят в систему 44 автоматического контроля и управления технологией обработки расплава.

П р и м е р 8. Способ обработки расплава при изготовлении устройства по примеру 10 от описанных примеров 1-7 отличается тем, что с опережением обработки расплава, например, первоначально металл (чугун, сталь), а затем шлак (доменный, сталеплавильный) из желоба через вход 53 сливают в миксер 52, При этом последний металлом заполняют до уровня выхода 55(56) для металла. Таким образом из

5 последнего создают гидравлический затвор для шлака на пути -слива последнего в воронку 3 термостата 2. После этого посредством привода миксер 52 наклоняют в сторону выхода 55

0 или 56 для металла и последний из миксера 52 сливают в заблаговременно для этого поставленную емкость, например чугуновозный (сталевозный) ковш или устройство, аналогичное

45 термостату 2 для обработки расплава с получением гранул или металлического порошка. После заполнения металлом ковша приводом наклоняют миксер в противоположном направлении

50 и продолйсазот металл сливать в заблаговременно для этого поставленный другой порожний ковш. Описанный цикл разливки металла в ковши периодически повторяют в течение слива металла

55 в миксер. В момент начала совместного слива металла и пшака из желоба I в миксер 52 в последнем на поверхности металла накапливают слой шлака не

0

I,

ниже выхода 54 для последнего и шла сливают в воронку 3 термостата 2, Тким образом, из шлака создают гидралический затвор Д.ПЯ металла на пути слива шлака из миксера. После или с некоторым опережением окончания слива расплава из желоба 1 приводом устанавливают миксер 52 в исходное дл него горизонтальное положение. Таки образом от слива и до слива расплав из желоба 1 в миксере сохраняют гидравлические затворы. Полное опорожн ше миксера от расплава осуществляю после слива через миксер 50 тыс. т металла или шлака.

П р и м е р 9, Способ обработки расплава при изготовлении устройств по примеру 11 от описанного примера 8 отличается теМ; что в течение слива расплава, например, чугуна и/или шлака из доменной печи в миксер 52 через вход 53 из емкости 60 по технологии дополнительной обработки раплава подают необходимый дополнителный материал, предпочтительно известь и/или железорудный концентрат в стехиометрически достаточном количестве для обессеривания (или обес- фосфоривания) металла.

При этом через фурму б в металл подают (продувают) технический кислрод с интенсивностью, достаточной для компенсации дефицита тепла при осуществлении названных процессов рафинирования металла.

Пример 10. Способ обработки расплава при изготовлении устройств по примеру 13 от описанного примера 8(9) отличается , что через каналы 62 термостата 2 подают рабочее тло (теплоноситель), например воздух и/или вода, утилизирующей вторичное тепло расплава машины. При этом рабочее тело (теплоноситель) подают с интенсивност1 ю, достаточной для образования на стенках термостата 2 защитного самовосстанавливающегося гарниссажа из компонентов расплава.

Оптимальньп вариантом практического осуществления предлагаемого способа является осуществление его по примеру 2, так как при этом обеспечиваются минимальные затраты средств и времени.

Преимущество предлагаемых способ обработки расплава и устройства для его осуществления заключается в по- вьотении качества, в частности, плот

16

5

кости и структуры гранул, в уменьшении влажности последних, а также в утилизации вторичного тепла обрабатываемого расплава в энергетических 5 и/или технологических целях. Это обусловливается оптимизацией температуры расплава путем (с опережением обработки) совместной подачи расплава и его обрабатывающего рабочего те 0 ла, в частности воздуха и/или воды, в термостат и в последнем предварительного охлаждения и уменьшения перегрева расплава над его линией соли- дуса, а также за счет того, что наг5 ретые до высокой температуры продукты обработки расплава направляют и/или расплаве;.; обтекают в пагрева- тельные рабочие оргаиь; (олег-гапты) теплообменн П а утилизирующей вторич0 ное тепло магапньи

f

Ф о р м -у л а изобретен н я

К Способ переработки расплава, преимущественно металлургического, путем предварительного охлаждения, последующего диспергирования или литья с одновременным охлаждегптем и получением твердых и газообразных продуктов и удаления последних, о т0 л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьш1ения качества продукта, уменьшения удельных .расходов энергии и хладагента и загрязнения окружающей среды, а также утилизации вто5 ричного тепла, предваритштьное охлаждение расплава, осуществляют до температуры не сьште его ликвидуса, а охлаждение твердых продуктов про- . изводят до точки росы или предвари0 тельное охлаждение расплава осуществляют до тe mepaтypы не выше его ликвидуса, охлаждение твердых продуктов производят до точки росы, а газооб- . разных - до температуры, равной или

5 ниже точки росы.

2. Установка для переработки рас- . плава, преимущественно металлургического, содержащая желоб для подвода расплава, термостат с шахтой и фур0 мой, диспергатор в виде трубопровода, причем фурма и диспергатор вьтолне- ны с одним по крайней мере соплом, накопитель в виде сухогрузной или с жидкостью емкости, разгрузочное уст5 ройство, отличающая е я

тем, что, с целью повьшения качества продукта, уменьшения удельных расходов энергии и хладагента и загрязне171

ния окружающей среды, а также утилизации, вторичного тепла, желоб, термостат,, фурма, диспергатор, накопитель и разгрузочное устройство или по крайней мере один из них вьтолнен в виде теплообменника или с отводом из них по крайней мере одного из продуктов переработки в теплообменник, а термостат снабжен отводным туннелем, вьшолненным в виде конуса и располо- женным между шахтой и накопителем,

причем конус примыкает через зазор или вплотную меньшим основанием к выходу шахты термостата, а большим - к верхней части накопителя, при этом диспергатор установлен по периметру отводного туннеля или со стороны его выхода, а сопла диспергатора . направлены под углом внутрь отводного туннеля и вьтолнены с возможностью изменения угла в вертикальной плоскости в секторе 180 .

.;

24

14

си

CZl

20

7 //////////////////////Z /7A////7/ ///7/

Фиг,, г

5 1Ц

/

JO

/ //// ///////////7//

Фи&.З

5

Ф(/гМ

58

J2 J5-J6

ф1Аг.5

:

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу шахтной обработки расплава. С целью повышения качества продукта, уменьшения удельных расходов энергии и хладагента и загрязнения окружающей среды, а также утилизации вторичного тепла в способе переработки расплава, предварительное охлаждение расплава осуществляют до температуры ликвидуса, охлаждение твердых продуктов производят до точки росы, а газообразных - до температуры, равной или ниже точки росы. Способ осуществляют в установке, в которой желоб, термостат, фурма, диспергатор, накопитель и разгрузочное устройство выполнены в виде теплообменника или с отводом из них по крайней мере одного из продуктов переработки в теплообменник, а термостат снабжен отводным туннелем, вьтолненным в виде конуса и расположенным между шахтой и накопителем, причем конус примыкает через зазор или вплотную меньшим основанием к выходу шахты термостата, а большим - к верхней части накопителя, при этом диспергатор установлен по периметру отводного туннеля или со стороны его выхода, а сопла дис- пергатора направлены под углом внутрь отводного туннеля и выполнены с возможностью изменения угла в вертикальной плоскости в секторе 180°. 2 с.п. ф-лы, 5 ил. (Л N9 vj 00 00 to

Редактор Н.Гунько

Составитель О.Зорин Техр€;д Л.Сердюкова

6804/21

Тираж 640Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,

Корректор М.Демчик