Устройство для грануляции расплава шлака

Предлагаемая полезная модель относится к области черной металлургии, в частности, к получению граншлака из металлургических шлаков на припечных гранустановках. Задача полезной модели - согласование расхода (подачи) водовоздушной смеси с объемом струи шлакового расплава в зоне их взаимодействия. Устройство для грануляции расплава шлака, содержит желоб 1 для подвода расплава, приемный бункер 2 с переливным патрубком 3 поддержания постоянного уровня воды и расположенный под желобом 1 водовоздушный гранулятор 4. Водовоздушный гранулятор 4 снабжен рядом воздушных сопел 5, которые расположены по дуге в плоскости -P-, перпендикулярной плоскости симметрии -O- желоба 1 и сориентированы в направлении последнего. Устройство снабжено дополнительным рядом воздушных сопел 6, установленных симметрично плоскости симметрии -O- желоба 1, при этом расстояние -L- между крайними воздушными соплами 6 дополнительного ряда водовоздушного гранулятора составляет 0,4÷0,8 ширины -B- желоба 1 подвода расплава. А расстояние между крайними воздушными соплами основного ряда водовоздушного гранулятора составляет 2,4÷2,8 расстояния между воздушными соплами дополнительного ряда. 1 з.п.ф. 3 илл.

Предлагаемая полезная модель относится к черной металлургии, в частности, к получению граншлака из металлургических шлаков на припечных гранустановках.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом), по мнению авторов, является устройство для грануляции расплава шлака по материалам информационного листка Липецкого ЦНТИ 48-005-12, серии Р.53.31.15 УДК 669.1.022.622.7. Из описания материалов информационного листка следует, что устройство для грануляции расплава шлака содержит желоб для подвода расплава, приемный бункер и расположенный под желобом водовоздушный гранулятор, снабженный рядом воздушных сопел, которые расположены по дуге в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии желоба и сориентированы в направлении последнего.

Недостатком известного технического решения является низкое качество граншлака, так как подача (расход) водовоздушной смеси из сопел на струю шлакового расплава не согласована с объемом струи в зоне их взаимодействия. А именно, струя шлакового расплава имеет форму вытянутого эллипса с боков. Следовательно, объем струи расплава уменьшается от центра эллипса к его периферии (по оси симметрии желоба). А подача водовоздушной смеси из сопла осуществляется по фронту сечения струи равномерно, следствием чего является рассогласование степени воздействия между взаимодействующими средами (шлаковым расплавом и водовоздушной смесью).

Задача, на осуществление которой направлено техническое решение - согласование расхода (подачи) водовоздушной смеси с объемом струи шлакового расплава в зоне их взаимодействия. При этом достигается получение такого технического результата как повышение качества граншлака и снижение энергозатрат (расхода гранулята) на его производство.

Вышеуказанные недостатки исключаются тем, что устройство для грануляции расплава шлака, содержащее желоб для подвода расплава, приемный бункер и расположенный под желобом водовоздушный гранулятор, снабженный рядом воздушных сопел, которые расположены по дуге в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии желоба и сориентированы в направлении последнего, снабжено дополнительным рядом воздушных сопел, установленных симметрично плоскости симметрии желоба, при этом расстояние между крайними воздушными соплами дополнительного ряда водовоздушного гранулятора составляет 0,4÷0,8 ширины желоба подвода расплава; а расстояние между крайними воздушными соплами основного ряда водовоздушного гранулятора составляет 2,4÷2,8 расстояния между воздушными соплами дополнительного ряда.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного своим конструктивным исполнением, а именно, наличием дополнительного ряда воздушных сопел и местом их расположения. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию полезной модели «Новизна».

Так как предлагаемая полезная модель может быть использована в металлургической промышленности, а проведение испытаний опытного образца уже показали положительные результаты, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию полезной модели «Промышленная применимость».

Сравнительный анализ предложенного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями, не позволил выявить существенные признаки, присущие заявленному решению. Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий позволяет обеспечить получение вышеуказанного технического результата.

Предложенное техническое решение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей:

На фиг.1 - схематично изображен общий вид предлагаемого устройства;

На фиг.2 - изображен вид А фиг.1;

На фиг.3 - изображен вид Б фиг.1;

Устройство для грануляции расплава шлака содержит желоб 1 для подвода расплава, приемный бункер 2 с переливным патрубком 3 поддержания постоянного уровня воды и расположенный под желобом 1 водовоздушный гранулятор 4. Водовоздушный гранулятор 4 снабжен рядом воздушных сопел 5, которые расположены по дуге в плоскости -Р-, перпендикулярной плоскости симметрии -О- желоба 1 и сориентированы в направлении последнего водовоздушным соплом 6. Устройство снабжено дополнительным рядом воздушных сопел 7, установленных симметрично плоскости симметрии -О- желоба 1 и расположенных под основным рядом сопел 5, при этом расстояние -L- между крайними воздушными соплами 7 дополнительного ряда водовоздушного гранулятора составляет 0,4÷0,8 ширины -В- желоба 1 подвода расплава. А расстояние -С- между крайними воздушными соплами 5 основного ряда водовоздушного гранулятора 4 составляет 2,4÷2,8 расстояния -В- между воздушными соплами 7 дополнительного ряда.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии приемный бункер 2 заполнен водой до уровня переливного патрубка 3, перед сливом расплава в гранулятор 4 подают под давлением диспергатор (водовоздушную смесь). Расплав шлака по желобу 1 сливается в виде струи 8, которая разбивается диспергатором, вытекающим из сопла 6 гранулятора 4. Раздробленный расплав в виде частиц поступает в приемный бункер 2, откуда охлажденный, в виде граншлака, выгружается эрлифтом в обезвоживатель и отправляется на склад.

Выполнение расстояния -L- между крайними воздушными соплами 7 дополнительного ряда, равное 0,4÷0,8 ширины -В-желоба 1 подвода расплава и выполнение расстояния -С- между крайними воздушными соплами 5 основного ряда, равное 2,4÷2,8 расстояния -L- между воздушными соплами 7 дополнительного ряда водовоздушного гранулятора 4, было определено опытным путем при проведении очередных сливов шлака, для реализации которых в заявленном устройстве последовательно заглушались или наоборот открывались воздушные сопла, расположенные как в основном, так и в дополнительном рядах.

Так как струя 8 шлакового расплава имеет форму вытянутого эллипса с боков, то объем струи гранулята увеличивается от периферийных участков эллипса к его центру относительно плоскости симметрии -О- желоба подвода расплава. Выполнение вышеуказанных соотношений расстояний между крайними соплами дополнительного, основного рядов гранулятора и ширины сливного желоба обусловлено следующим: во-первых, согласованием интенсивности воздействия водовоздушной смеси с объемом струи расплава, изменяющимся (увеличивающимся) в направлении оси симметрии желоба; во-вторых, изменением (увеличением) фронта (по кривой линии), по которому происходит взаимодействие потоков водовоздушной смеси и шлакового расплава (см. фиг.3).

Следовательно, обеспечивается более полное, качественное взаимодействие между контактирующими средами - шлаковым расплавом и водовоздушной смесью, следствием чего является повышение качества граншлака и снижение расхода гранулята.

Пример.

Промышленные испытания, проводили на участке грануляции доменного цеха 2. Жидкий шлак сливали по желобу в приемный бункер. Расход воды при давлении 1,2 атм. составлял - 1800 м³/час., а расход воздуха при давлении 2,0 атм. составлял - 300 Нм ³/мин. Скорость воды на выходе из сопла - 16 м/сек., а скорость воздуха на выходе из сопел - 100 м/сек.

Промышленные испытания, проведенные на участке грануляции показали, что использование предлагаемого технического решения позволило повысить качество граншлака, а именно:

- снижение энергозатрат на 5%

- устранение легковесного шлака в емкостях (уменьшение взвешенных частиц в оборотной воде и в следствии уменьшение абразивного износа оборудования)

- снижение влажности граншлака на 2%. Вместе с этим в среднем на 5% снизился расход гранулята. Снижение расхода гранулята (водовоздушная смесь) происходит за счет более интенсивного взаимодействия между контактирующими средами: шлаковым расплавом и водовоздушной смесью (с минимальным разбрызгиванием смеси за пределы струи расплава шлака).

Отсюда можно сделать вывод, что задача, на решение которой направлено техническое решение - выполняется, при этом достигается получение вышеуказанного технического результата.

1. Устройство для грануляции расплава шлака, содержащее желоб для подвода расплава, приемный бункер и расположенный под желобом водовоздушный гранулятор, снабженный рядом воздушных сопел, которые расположены по дуге в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии желоба, и сориентированы в направлении последнего, отличающееся тем, что снабжено дополнительным рядом воздушных сопел, установленных симметрично плоскости симметрии желоба, при этом расстояние между крайними воздушными соплами дополнительного ряда водовоздушного гранулятора составляет 0,÷0,8 ширины желоба подвода расплава.

2. Устройство для грануляции, отличающееся тем, что расстояние между крайними воздушными соплами основного ряда водовоздушного гранулятора составляет 2,4÷2,8 расстояния между воздушными соплами дополнительного ряда.