Устройство для получения стекловидного шлака

(51) 04 5/00 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ барабана слоя шлака, имеющего равномерную толщину, и повышение степени утилизации физического тепла шлака, а также - упрощение конструкции. Задача решается тем, что в устройстве,содержащем желоб,вращающийся барабан,охлаждаемый валок, скребок и сборник шлака,вращающийся барабан, имеющий вертикальную ось вращения, выполнен в виде усеченного конуса и состоит из двух внутренних секций для охлаждения,а охлаждаемый валок в виде усеченного конуса установлен соосно и имеет образующую длиной,равной длине образующей барабана. Угол наклона образующей конусного барабана выбирается в пределах 40-50 в зависимости от вязкости и температуры шлакового расплава. Кроме того, для разрушения шлаковой корки имеется ошипованный валок, установленный напротив, охлаждаемого валка. Использование данного устройства позволяет повысить степень утилизации тепла шлака. По сравнению с прототипом, как показали расчетные оценки, степень утилизации тепла можно увеличить на 15-20.(72) Бажиров Нурлыбек Сайфуддинович Серикбаев Болатжан Ермаханович Протопопов Анатолий Всеволодович Бажиров Тынлыбек Сайфуддинович Бажирова Камшат Нурлыбековна Даулетияров Мухтар Сражевич Сулейменов Эркинбек Аятаевич(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский государственный университет имени М.Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Инновационный патент РК 22764, кл.С 04 В 5/02, 2010(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛОВИДНОГО ШЛАКА(57) Изобретение относится к металлургической промышленности и производству минеральных удобрений,в частности к переработке расплавленных доменных и электротермофосфорных шлаков в стекловидный материал непосредственно около печей. Задача изобретения - разработка конструкции устройства для получения стекловидного шлака,обеспечивающего получение на поверхности Изобретение относится к металлургической промышленности и производству минеральных удобрений,в частности,к переработке расплавленных доменных и электротермофосфорных шлаков в стекловидный материал непосредственно около печей. Известна установка для обработки расплавленного шлака,содержащая желоб,расположенный под его носиком вращающийся на опорах и охлаждаемый теплоносителем барабан и скребок, который отделяет затвердевший шлак (А.с. СССР 255303, Кл. С 04 В 5/02, 1968). Недостатком этого устройства является ограниченная утилизация тепла шлаков, вследствие использования для теплообмена лишь одной поверхности слоя шлака на барабане. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для гранулирования расплавленного шлака,содержащее желоб,вращающийся барабан, охлаждаемый валок, скребок и сборник шлака. Вращающийся барабан имеет вогнутую поверхность в виде двух усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями. Кроме того,барабан совершает только вращательное движение(опоры барабана неподвижны), а для обеспечения равномерного слоя шлака на поверхности барабана - желоб совершает качательное движение, а охлаждаемый валок устанавливается так, чтобы ось его вращения была параллельна оси вращения барабана, а длина его равна длине барабана. (Инновационный патент РК 22764, кл. С 04 В 5/02, 2010). Недостатком этого устройства является сложность конструкции, в которой желоб совершает качательное движение. Еще одним из недостатков этого устройства является то, что для охлаждения вращающегося барабана подается вода, которая занимает весь внутренний объем барабана. Последнее требует значительных энергетических затрат на вращение барабана со всем объемом воды. Задача изобретения - разработка конструкции устройства для получения стекловидного шлака,обеспечивающего получение на поверхности барабана слоя шлака, имеющего равномерную толщину, и повышение степени утилизации физического тепла шлака, а также - упрощение конструкции. Задача решается тем, что в устройстве для получения стекловидного шлака, содержащем шлаковый желоб,вращающийся барабан,охлаждаемый валок и скребок,согласно изобретению, вращающийся барабан, имеющий вертикальную ось вращения, выполнен в виде усеченного конуса с двумя внутренними водоохлаждаемыми секциями, а охлаждаемый валок в виде усеченного конуса установлен соосно и имеет образующую длиной, равной длине образующей барабана. Кроме того, для разрушения шлаковой корки имеется ошипованный валок, установленный напротив охлаждаемого валка. Угол наклонаобразующей конусного барабана выбирается в зависимости от вязкости и температуры шлакового расплава. Это решение обеспечивает равномерный слой шлака по всей поверхности барабана и выравнивание теплового потока по поверхности барабана и поэтому повышение степени утилизации физического тепла шлака. Для получения слоя шлака, имеющего одинаковую толщину по всей поверхности вращающегося барабана, предлагается выполнить барабан в виде усеченного конуса, вращающегося вокруг вертикальной оси. Угол наклонаобразующей конусного барабана выбирается в пределах 40-500 в зависимости от вязкости и температурь шлакового расплава. Такое исполнение барабана позволяет получить одинаковую толщину шлакового слоя по всей поверхности барабана за счет растекания шлакового расплава под действием силы тяжести и силы прижатия охлаждаемого валка. Второй валок,установленный напротив охлаждаемого валка, выполняется с ошипованной поверхностью для разрушения шлаковой корки. Для получения шлаковой корки необходимой толщины и подбора оптимальной степени утилизации тепла при переработке шлаков с различными физическими свойствами (вязкость и температура шлакового расплава) возможно изменение угла наклона образующей конусного барабана. На фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - вид А. Устройство содержит желоб 1, барабан 2,установленный на вертикальном валу 3,охлаждаемый валок 4, ошипованный валок 5. Барабан 2 установлен так, что его образующая находится под сливным носиком желоба 1, и он может вращаться вокруг вертикальной опоры 3. Валки 4 и 5 соприкасаются со слоем шлака,растекшимся по поверхности барабана. Валок 4 имеет гладкую поверхность и служит для создания слоя шлака определенной толщины. Толщина шлака на поверхности барабана регулируется силой прижатия валка к барабану. Валок 5 имеет ошипованную поверхность,служащую для разрушения шлаковой корки. Разрушающая сила также регулируется силой прижатия валка к барабану. Охлаждение поверхности барабана 2 и валков 4 и 5 осуществляется теплоносителем, подаваемым вовнутрь барабана и валков. Внутренняя часть барабана состоит из двух секций 6 и 7. Вода подается в секцию 7, оттуда переходит в секцию 6,где нагревается через стенку от шлакового расплава и через сливное отверстие 8 удаляется. Такое исполнение внутренней поверхности барабана позволяет интенсифицировать процесс теплообмена,т.к. вода, нагретая в секции 6, выливается через верхнее отверстие, а подпитка секции 6 происходит из секции 7 через нижнее отверстие. Нагретая вода может быть использована в качестве теплоносителя. Охлаждение валков 4 и 5 осуществляется теплоносителем, подаваемым вовнутрь валков. Полный съем корок шлака с поверхности барабана осуществляется с помощью скребка 9. Поверхность барабана можно условно разделить на 4 зоны (фиг.2)- зона растекания шлакового расплава- зона образования шлакового слоя определенной толщины- зона предварительного охлаждения- зона разрушения и съема шлаковой корки. Устройство работает следующим образом.- зона. Расплавленный шлак стекает по желобу 1 и попадает на поверхность вращающегося барабана 2. Расплав растекается по поверхности барабана. Исполнение поверхности барабана в виде усеченного конуса, имеющего вертикальную ось вращения, позволяет получить одинаковую толщину шлакового слоя по всей поверхности барабана.- зона. При вращении барабана 2 по поверхности шлака скользит валок 4, который дополнительно охлаждает слой шлака. Силой прижатия валка 4 регулируется толщина шлакового слоя.- зона. Вследствие охлаждения внутренней поверхности барабана водой, а также охлаждения образовавшейся корки шлака на воздухе, образуется стекловидный шлак.- зона. Под действием ошипованного валка 5 корка стекловидного шлака начинает разрушаться. Силой прижатия валка 5 регулируется сила воздействия на шлаковую корку. Окончательное разрушение шлаковой корки и съем стекловидного шлака осуществляется скребком 9. Конкретный пример выполнения устройства для получения стекловидного шлака длина образующей барабана -2000 мм диаметр барабана наибольший -2500 мм наименьший -1800 мм число оборотов барабана - 30-50 в мин длина образующей валков - 2000 мм диаметр валков наибольший - 1000 мм наименьший - 500 мм. Использование данного устройства позволяет повысить степень утилизации тепла шлака. По сравнению с прототипом, как показали расчетные оценки, степень утилизации тепла можно увеличить на 15-20. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для получения стекловидного шлака, содержащее желоб, вращающийся барабан,охлаждаемый валок и скребок, отличающееся тем, что вращающийся барабан, имеющий вертикальную ось вращения, выполнен в виде усеченного конуса и состоит из двух внутренних секций для охлаждения, а охлаждаемый валок в виде усеченного конуса установлен соосно и имеет образующую длиной, равной длине образующей барабана, причем напротив охлаждаемого валка установлен ошипованный валок. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что угол наклонаобразующей конусного барабана составляет 40-50 в зависимости от вязкости и температуры шлакового расплава.