УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАКОВЫХ РАСПЛАВОВ
APPARATUS FOR PROCESSING MOLTEN SLAG

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при переработке металлургических шлаков.
Известен способ и установка для переработки металлургических шлаков, где охлаждение, формирование крупности и формы частиц готового продукта производится на слое движущихся металлических шаров, находящихся внутри вращающейся емкости, куда также подается вода /1/, а установка для осуществления этого способа включает заливочный желоб, колосниковый барабан с шарами и устройство для доохлаждения шлака, при этом заливка расплава в колосниковый барабан осуществляют через центральное осевое отверстие, а устройство для доохлаждения выполнено в виде перемещающихся в замкнутом объеме перфорированных ячеек, смонтированных с возможностью периодического погружения в воду.
Недостатком способа является то, что весь объем используемой воды подается в колосниковый барабан откуда она попадает в доохладитель, что ухудшает качество шлаковой продукции, а недостатком самой установки является то, что заливка расплава в барабан с шарами через центральное осевое отверстие приводит к тому, что желоб быстро зарастает охлажденным шлаком и дальнейшее продвижение шлакового расплава, особенно высоковязкого, затруднено и это снижает производительность установки. Кроме того, наличие в устройстве для доохлаждения шлака готового продукта воды приводит к переизмельчению частиц шлака выходящих из колосникового барабана за счет эффекта термодробления при этом до 80% всей продукции составляет фракция менее 3 мм, что ограничивает сферу ее использования.
Известна установка, включающая вращающийся вокруг горизонтальной оси барабан, заполненный металлическими шарами, образующая которого набрана из отдельных секций, шарнирно подвешенных к штангам, скрепляющие противоположные стенки барабана и доохладитель в виде ванны с водой /2/.
Недостатком установки является отсутствие параметров шаровой загрузки барабана, обеспечивающее надежное перекрытие подвесными колосниками пространства между штангами барабана при возможном их заклинивании, а также распределение общего объема воды для обработки шлака вне барабана. Кроме того, использование для доохлаждения готовой продукции ванны с водой приводит к переизмельчению продукции.
Известен способ получения из расплавов гранул твердых неорганических веществ, включающий охлаждение расплава в стационарной форме, куда перед заполнением ее расплавом помещают металлические тела и отделяют их после охлаждения от затвердевшего материала, при этом отделение металлических тел от затвердевшего материала осуществляют при помощи магнитной сепарации /3 -прототип/.
Недостатком способа является невозможность регулирования скорость охлаждения материала, находящегося в стационарной (неподвижной) форме, а отсутствие дополнительного охлаждения материала приводит к снижению производительности процесса. Кроме того, отделение металлических тел от затвердевшего материала при помощи магнитной сепарации является трудоемким малопроизводительным процессом, при этом не показана принципиальная схема установки и ее конструктивные особенности.
Цель изобретения - повышение производительности устройства, ее надежности и качества продукции. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для переработки шлаковых расплавов, включающей емкость приема шлакового расплава, заполненную шарами, которая размещена на шарнирной опоре с возможностью поворота относительно опоры в ту и другую сторону на 20-45°. а днище емкости частично перфорировано, при этом его часть, расположенная со стороны подачи расплава сплошная, а с противоположной стороны выполнена перфорированной, причем размер проходного сечения отверстий в перфорированной части днища меньше диаметра шара, помещенного в емкость, также предусмотрена система подачи воды на охлаждение шаров и шлака. Опора смещена относительно центра днища емкости приема жидкого шлака в сторону подачи расплава, а емкость приема шлакового расплава снабжена приводом поворота относительно оси шарнирной опоры. Кроме того устройство снабжено двумя и более емкостями приема шлакового расплава на общей шарнирной опоре, при этом оно снабжено распределителем расплава, расположенным над емкостями с шарами, а привод выполнен с возможностью поворота емкостей приема шлакового расплава в противофазе.
На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства. Основой устройства является емкость 2, которая снабжена приводом поворота относительно оси шарнирной опоры 4. Шарнирная опора 4 обеспечивает возможность поворота емкости относительного горизонтального положения в ту и другую сторону на 20-45°. Шарнирная опора 4 может быть выполнена со смещением относительно центра днища емкости приема шлакового расплава в сторону подачи расплава.
Емкость по всей длине разделена на две части: одна, расположенная к стороне выпуска шлака, имеет сплошное днище, другая, расположенная в стороне удаления частиц шлака из емкости, перфорированная.
Часть емкости, расположенная со стороны подачи расплава на переработку, свободно заполняется металлическими шарами 3, при этом размер отверстий перфорированной части емкости меньше диаметра шара.
Шаровая насадка предназначена для отбора тепла от расплава, она влияет на формирование фазового состава и его гранулометрию. Устройство работает следующим образом.
Перед началом выпуска шлака из печи 1 емкость 2 с шарами 3 устанавливается в наклоненное положение в сторону выпуска шлака из печи 1, при этом шары 3 концентрируются в сплошной части емкости.
При выпуске шлака из печи шлаковый расплав попадает на поверхность шаров, проникает в межшаровое пространство, заполняет его, принимает форму межшарового пространства и охлаждается.
После завершения процесса охлаждения шлака в межшаровом пространстве емкость 2 поворачивается в обратную сторону и шары 3 вместе со шлаком перемешаются в перфорированную часть емкости, при этом частицы шлака 7 проваливаются через отверстия, а шары 3 остаются в емкости 2.
Поворотом емкости 2 в сторону к печи 1 шары 3 перекатываются в ту же сторону и процесс повторяется.
На фиг.2 приведена принципиальная схема устройства снабженная двумя емкостями приема шлакового расплава на общей шарнирной опоре. Емкости 2, расположены на единой шарнирной опоре 4 и снабжены независимыми приводами поворота относительно оси шарнирной опоры с возможностью поворота емкостей приема шлакового расплава. Шарнирная опора 4 выполнена со смещением относительно центра днища двух емкостей приема шлакового расплава в сторону подачи расплава. Над емкостями расположен распределитель 5. Шлаковый расплав сливается из печи и с помощью распределителя 5 подается попеременно сначала на первую емкость затем на вторую. Поворот емкостей приема шлакового расплава может быть осуществлен в противофазе. При этом первая емкость начинает цикл качаний до полной или частичной выгрузки шлака и возвращается в исходное положение, далее цикл повторяет вторая емкость.
В процессе освобождения емкости от шлака он попадает на транспортер 6, где при необходимости осуществляется дополнительное охлаждение шлака водой.
Преимуществом предлагаемого устройства является простота его конструкции, высокая производительность, прием расплава с любой, изменяющейся во времени интенсивностью выпуска его из печи, формирование шлаковой продукции с заранее заданным фракционным и фазовым составом.
Литература
1. Патент №2018494, кл. C04B 5/02 1992.
2. Патент №2099298, кл. C04B 5/02.
3. Авторское свидетельство №384205, мкл. B01J 2/02, B02C 19/02.