(5) ЦИКЛОННАЯ ПЛАВИЛЬНАЯ КАМЕРА
Изобретение относится к энерготехнологии , а именно к использованию циклонных камер в энергетических и энерго-технологическйх агрегатах и процессах. Известны цилиндро-конические циклонные камеры на кислородном дутье, ввод шихты и кислорода в которые осуществляется двумя способами: аэрошихтовой смеси через тангенциальную шлиц и раздельной подачи шихты и кислорода через аксиальную закручивающую горелку, расположенную в центре крышки 1 Известна также циклонная плавильная камера, содержащая корпус с кольцевым расширением в месте ввода аэросмеси, заглушающую вставку, воды дл подачи tвepдoгo материала и окислительного газа, нижний вывод газа и расплава 2. Недостатком известного устройства является то, что такая конструкция Не обеспечивает длительной работы цик лонной камеры, так как тангенциальный ввод кислородно-шихтовой смеси приводит к быстрому истиранию элементов циклона. Цель изобретения - устранение абразивного износа элементов циклонной камеры. Поставленная цель достигается тем, что в циклонной плавильной камере, содержащей корпус с кольцевым расширением в месте ввода аэросмеси, заглушающую вставку, вводы для подачи твердого материала и окислительного газа, нижний вывод газа и расплава, вводы для подачи твердого материала и кислорода выполнены в виде кольцевых каналов, оба ввода расположены коаксиально с заглушающей вставкой, заглушающая вставка выполнена с порогом для поворота потока, ввод для подачи кислоррда снабжен механизмом закручивания его. А также тем, что угол между вертикальной образующей заглушающей вставки и образующей порога лежит в пределах . Причем профиль порога для его пово рота выполнен в виде гиперболы. Кроме того, срез ввода твердого материала лежит выше среза канала вво да кислорода. Угол между вертикальной образующей -вставки и образующей порога «i. зависи от конкретного использования циклонной камеры, состава горючих и окислительных компонентов и свойств расплавленного материала. Для того, чтобы забрасывать материал в верхнюю часть под крышку выбирается (Наименьший угол 5 Меньшие углы нецелесообразны так как поворот потока почти в противоположное направление связан с боль шими энергетическими потерями в струе и отрывным течением, что отражается на крутке и несущей способности газовой фЪзы. Кроме того, обратное течение будет затруднять выход твердого материала из внешнего канала. Максимальный угол между порогом и вставкой ai - 80° необходим в том случае, есл рассеивание твердого материала в реак ционном пространстве кольцевого расши рения циклона необходимо осуществить только за счет естественного расширения вращаюшейся струи газа. Для того, чтобы избежать резкого поворота потока и связанного с этим наличием застойных зон, профиль порога может быть выполнен по гиперболе В этом случае за угол между порогом и вставкой принимается угол между асимптотами гиперболы. Расстояние меж ду срезом кольцевого сопла и порогом и ширина порога выбираются в зависимости от расхода газа и твердого мате риала и скорости газа. Для того, чтобы выходящая из сопла струя газа не препятствовала выходу твердого материала, срез шихтовой течки расположен выше среза кольцевого сопла на расстоянии , равном расширению струи в данном месте. Это расстояние между срезами должно быть пропорционально величине (Рр /Рц -1) , где Рр - давление окислительного газа в кольцевом канале, Рц - давление в циклонной камере и, кроме того, зави сит от угла od. . На фиг. 1 представлена циклонная камера, общий вид; на фиг. 2 - отдельно узел шихтоподачи. Циклонная камера состоит из кольцевого расширения 1, конической части 2 с выходной диафрагмой 3, центральной заглушающей вставки Ц, порога для поворота потока 5 кольцевого канала для подачи окислительного газа 6 с закручивающим механизмом 7 и кольцевого канала для подачи твердого материала 8. Для охлаждения центральной заглушающей вставки существуют подвод 9 и отвод 10 воды. Циклонная камера работает следующим образом. Подаваемый через входной патрубок кислород поступает в кольцевой канал 6 и закручивается лопаточным механизмом 7. После выхода из лопаточного механизма 7 закрученная струя кислорода поворачивается с помощью порога 5 и движется по траекториям 11 (сплошные линии) . Одновременно по кольцевому каналу 8 подается шихта, например , полиметаллический сульфидный материал, содержащий пирит. Шихта подается в поток кислорода 12, подхватывается им и рассеивается в кольцевом расширении циклонной камеры. Траектории частиц 12, пунктирные линии. Пирит воспламеняется и за счет теплоты сгорания плавятся остальные компоненты. Расплав сепарируется на стенки камеры и стекает по ним через кольцевой пережим в коническую часть камеры 2, где происходит дополнительная сепарация расплава и пыли и затем через диафрагму 3 удаляется из циклона. Наличие устройства, обеспечивающео раздельный ввод окислительного газа и твердого материала в камерах с кольцевым расширением в месте ввода кислородно-шихтовой смеси и центральной заглушающей вставкой, позволяет полностью устранить абразивный износ элементов циклона и, вместе с тем, сохранить высокие показатели, присущие камерам такого типа. Это прежде всего относится к проплавляе юсти малгериала, полному усвоению флюсов, уменьшению пылевыноса , окислению сульфидов цинка. Завершенность технологического процесса в циклонной камере позволит сократить расход электроэнергии в следующем звене - электропередачи, так как она будет работать в режиме поддержания расплава в жидком состоянии для разделения расплава на шлак и,штейн и не нужно будет дополнительного расхода электроэнергии на расплавление флюсов, вынесенных из циклона пылей , и окисление сульфидов цинка. Устранение абразив
