009539 Данное изобретение относится к загрузке ... риала в металлургическую печь. Более конкретно, данное изобретение относится к...

009539
Данное изобретение относится к загрузке порошкообразного или мелкозернистого твердого материала в металлургическую печь. Более конкретно, данное изобретение относится к устройству для распределения горячего порошкообразного или мелкозернистого загружаемого материала в загрузочные
шахты, из которых загружаемый материал направляется в металлургическую плавильную печь, такую
как электропечь.
Твердый содержащий минералы сырьевой материал, например концентрат, который подают в металлургическую печь, такую как электропечь, обычно требует предварительной обработки, которая заключается в его гомогенизации, сушке, а также предварительном нагреве и/или предварительном восстановлении. Подготовленный таким образом загружаемый материал направляется для прохождения при
соответствующей скорости и равномерно распределяется в данную печь.
Любые вредные газы, которые выпускаются из металлургической плавильной печи и выделяются
из горячего концентрата, необходимо выводить за пределы производственной установки регулируемым
способом. Одна проблема, связанная с бесконтрольным выделением вредных или опасных газов, заключается в системе подачи твердого сырьевого материала, который загружается в печь и соответствующие
шахты. Кроме того, существуют особые проблемы, связанные с загрузкой в металлургическую печь
предварительно нагретого и мелкозернистого сырьевого материала, которые связаны с размером зерен,
например от 1 до 2 мм или менее. Что касается переноса, то мелкозернистый сырьевой материал создает
пыль, при этом нагретый материал особенно легко вступает в реакцию с окружающей газовой средой.
В методах решения согласно существующей технологии загружаемый материал металлургической
печи подвергается сушке и нагреванию в секции предварительного нагревания или секции предварительного восстановления. Горячий загружаемый материал распределяется в дозирующие шахты, по которым он под действием силы гравитации проходит к печи, расположенной ниже этих шахт. Как правило, имеется несколько дозирующих шахт, например от 3 до 12 на печь, в типичном случае по меньшей
мере 9. Выпускные отверстия этих шахт расположены на равном расстоянии выше расплава печи, что
обусловливает равномерное распределение выпуска загружаемого материала из шахт в печь.
Обычно между устройством для распределения горячего загружаемого материала и печью, находящейся в соединении с загрузочными шахтами, расположен регулятор подачи потока твердого материала,
которым может быть, например, подающий механизм, работающий по принципу потери в весе, описанный в патенте США № 6446836.
Из секции предварительного нагревания загружаемый материал обычно выпускается по одному
трубопроводу в устройство распределения загружаемого материала. Назначением этого устройства распределения является равномерное распределение загружаемого материала в шахты, которые затем направляют загружаемый материал к регуляторам подачи.
В патенте США № 3900117 приведено описание загрузочного кольца, которое распределяет горячий загружаемый материал, поступающий из печи, расположенной выше загрузочного кольца, в загрузочные шахты электропечи, расположенные ниже загрузочного кольца. Загрузочное кольцо содержит
вращающийся кольцеобразный выступ, на который из одного места подается концентрат. Этот концентрат сбрасывается с вращающегося выступа в загрузочные шахты, например, посредством скребка. Загрузочное кольцо закрыто и изолировано от окружающей среды с обеспечением пыленепроницаемости и
герметичности посредством гидрозатворов, содержащих желоба для воды. Решение, приведенное в данном
документе, не подходит для загрузки мелкозернистого загружаемого материала. Кроме того, данная конструкция является массивной и сложной по сравнению с решением, предлагаемым в данном изобретении.
Вновь разработанное устройство для распределения горячего загружаемого материала особенно хорошо подходит для загрузки однородного и сыпучего материала, такого как предварительно нагретый и
предварительно восстановленный ильменит, в загрузочные или дозирующие шахты. Благодаря предотвращению выпуска опасных газов из загрузочных шахт и устройства для распределения загружаемого
материала данное изобретение обеспечивает безопасный для окружающей среды способ загрузки горячего загружаемого материала. Данное устройство может быть использовано для обработки загружаемых
материалов, имеющих очень высокую температуру.
Предлагаемое устройство для распределения горячего загружаемого материала в загрузочные шахты металлургической печи содержит вертикальную впускную трубу, которая предназначена для приема
загружаемого материала из выходного приспособления, используемого на предшествующем технологическом этапе, как правило, из секции предварительного нагревания. Во входной трубе установлена дозирующая труба для распределения загружаемого материала поочередно по меньшей мере в две загрузочные шахты через загрузочные бункеры, расположенные ниже входной трубы и дозирующей трубы по
окружности, центр которой находится возле входной трубы. Входная труба и дозирующая труба расположены с возможностью вращения относительно центральной оси входной трубы, в результате которого
загружаемый материал поочередно направляется в каждый неподвижно установленный загрузочный
бункер. Дозирующая труба расположена между защитным экраном, установленным на дозирующей трубе, и изолирована от окружающей среды с обеспечением газонепроницаемости.
Загружаемый материал выпускается из загрузочных бункеров в загрузочные шахты металлургической печи. Для каждого загрузочного бункера имеется соответствующая загрузочная шахта. При обыч-1-
009539
ных схемах расположения имеется несколько загрузочных шахт. Загрузочный бункер в данном случае
относится к шахте, которая работает в качестве канала, направляющего загружаемый материал в загрузочные шахты, аналогично воронке. Загрузочные бункеры имеют такую форму, что загружаемый материал направляется под действием силы гравитации к входному отверстию загрузочной шахты, которая
установлена ниже бункера. Форма загрузочного бункера не обязательно ограничена конусом, возможно
также использование формы цилиндра или канала с поперечным сечением в форме квадрата. Загрузочный
бункер предпочтительно имеет форму открытого сверху усеченного конуса. В соответствии с одним вариантом выполнения изобретения загрузочные бункеры составляют единое целое с загрузочными шахтами.
Поток загружаемого материала, выпускаемый в загрузочные бункеры через входную трубу и затем
дозирующую трубу, является непрерывным, или же он имеет случайные или регулируемые прерывания.
Загрузочные бункеры установлены по окружности относительно друг друга так, что загружаемый материал, следующий из дозирующей трубы к промежутку между ними, направляется в загрузочные бункеры. Схема расположения предпочтительно выполнена так, что верхний край каждого загрузочного бункера находится в контакте с краями смежных загрузочных бункеров, например, посредством встроенной
отклоняющей пластины. Эта отклоняющая пластина предпочтительно имеет такую форму, что загружаемый материал проходит по направлению к загрузочным бункерам.
Дозирующая труба и верхние края загрузочных бункеров изолированы от окружающей среды защитным экраном и газовыми затворами. Защитный экран ограничивает пространство, внутри которого
находятся выходное отверстие дозирующей трубы и приемные отверстия загрузочных бункеров. Защитный экран может быть связан с дозирующей трубой, благодаря чему он совершает вращение вместе с
ней. Защитный экран предпочтительно содержит два открытых снизу цилиндрических экрана, при этом у
их нижних краев расположены желоба гидрозатвора, предотвращающие прохождение газов за пределы
защитного экрана. Гидроизоляционная конструкция обеспечивает свободное вращение верхней части
загрузочного устройства относительно его центральной оси. Соответственно, данное устройство предпочтительно содержит два кольцеобразных желоба для воды, в которых нижние края защитного экрана
расположены с возможностью скольжения во время вращения загрузочного устройства. В этих желобах
выполнены конструкции для создания непрерывного потока воды в желоба и из них, которые не представлены в прилагаемых чертежах, но их применение является очевидным для специалистов в данной
области техники. Помимо газовых затворов, гидрозатворы также функционируют в качестве системы,
охлаждающей стальные конструкции.
Загрузочное устройство и загрузочные шахты выполнены с изолирующей оболочкой, на поверхности которой предусмотрен термостойкий слой для компенсации износа.
Далее приведено подробное описание изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 изображает вид снизу, то есть со стороны металлургической печи, устройства для распределения горячего загружаемого материала в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения.
Фиг. 2 изображает вид сбоку устройства распределения в соответствии с фиг. 1.
Фиг. 3 изображает разрез А-А устройства распределения, показанного на фиг. 2.
Фиг. 4 изображает фрагмент А, показанный на фиг. 3, в увеличенном масштабе.
Фиг. 5 изображает фрагмент В, показанный на фиг. 3, в увеличенном масштабе.
В устройстве распределения в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения данного
изобретения имеется более 6, предпочтительно 9 загрузочных бункеров 12, как показано на фиг. 1. Загрузочные бункеры 12 установлены на ножках 15, которые связывают неподвижные детали устройства с
промежуточным перекрытием 23 конструкции. Загрузочные бункеры 12 присоединены друг к другу посредством встроенной опорной конструкции 14, которая также содержит профилированную отклоняющую пластину, предназначенную для направления загружаемого материала в загрузочные бункеры 12.
Открытый снизу бункер, закрытый в своей верхней части и образующий нижнюю часть 38 защитного
экрана устройства распределения, показан снизу на фиг. 1. Кольцеобразные желоба 16, 26 гидроизоляционной конструкции расположены в опорной конструкции 14.
На фиг. 2 показаны наружный раструб 39 защитного экрана и наружный край 17 наружного желоба
16 для воды. Наружный раструб 39 установлен во входной трубе 11 с образованием сплошной поверхности, покрывающей дозирующую трубу 13 и загрузочные бункеры 12. Сила, которая приводит во вращение входную трубу 11, дозирующую трубу 13 и защитный экран 38, 39, подводится к данной конструкции посредством подшипника 20 и передаточного диска 27.
На фиг. 3 показано, что подвижные детали устройства связаны с верхним промежуточным перекрытием 22 конструкции посредством поддерживающей конструкции 24 и соединены с помощью подшипника с зубчатым кольцом, которое несет вращающуюся массу данного устройства. Другими словами, подвижные детали установлены с возможностью вращения на подшипнике 20.
Подающая труба 10 секции предварительного нагревания присоединена к входной трубе 11 устройства распределения. Подающая труба 10 выполнена неподвижной, а входная труба 11 установлена с возможностью вращения относительно центральной оси. Выпуску газов между входной трубой 11 и подающей трубой 10 секции предварительного нагревания препятствует конструкция 21 гидрозатвора. Во
-2-
009539
входной трубе 11 установлена дозирующая труба 13, которая принимает загружаемый материал из выходного приспособления 10, используемого на предшествующем технологическом этапе, для распределения загружаемого материала поочередно в загрузочные бункеры 12. Загрузочные бункеры 12 расположены ниже входной трубы 11 и дозирующей трубы 13 по окружности, центр которой находится возле
входной трубы 11. Дозирующая труба 13 расположена между раструбами 38, 39 защитного экрана, которые прикреплены к ней. Раструбы 38, 39 защитного экрана изолированы от окружающей среды герметичным образом посредством конструкций А и В гидрозатвора. Желоба 31, 32 гидрозатвора и протекающая внутри вода 28, 29 показаны на фиг. 3. Конструкции А и В показаны подробно на фиг. 4 и 5, которые, среди прочего, показывают край 18 внутреннего защитного экрана и край 19 наружного защитного экрана.
Для специалистов в данной области техники является очевидным, что различные варианты выполнения данного изобретения не ограничиваются вышеприведенными примерами, но могут варьироваться
в пределах прилагаемой формулы изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для распределения горячего загружаемого материала в загрузочные шахты металлургической печи, содержащее вертикальную входную трубу (11), которая предназначена для приема загружаемого материала из выходного приспособления (10), используемого на предшествующем технологическом этапе, и к которой прикреплена дозирующая труба (13) для распределения загружаемого материала поочередно по меньшей мере в два загрузочных бункера (12),
отличающееся тем, что
загрузочные бункеры (12) расположены ниже входной трубы (11) и дозирующей трубы (13) по окружности, центр которой расположен возле входной трубы (11), причем входная труба (11) и дозирующая труба (13) расположены с возможностью вращения относительно центральной оси входной трубы
(11), благодаря чему загружаемый материал поочередно направляется в каждый неподвижно установленный загрузочный бункер (12), и
дозирующая труба (13) расположена внутри защитного экрана (38, 39), который установлен на дозирующей трубе (13), причем дозирующая труба (13) и верхние края загрузочных бункеров изолированы
от окружающей среды защитным экраном (38, 39) и газовыми затворами.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что загрузочные бункеры (12) составляют единое целое с
загрузочными шахтами.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что защитный экран содержит два открытых снизу цилиндрических экрана (38, 39), у нижних краев которых расположены желоба (16, 26) гидрозатвора, предназначенные для предотвращения выхода газов из защитного экрана, причем нижние края защитных экранов (38, 39) расположены с возможностью свободного скольжения в желобах (16, 26) гидрозатвора во
время вращения устройства распределения.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхние края загрузочных бункеров (12) находятся в
контакте с верхними краями смежных загрузочных бункеров посредством встроенной отклоняющей пластины (14).
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем выполнено более 6, предпочтительно 9 загрузочных бункеров (12).
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что загрузочные бункеры (12) установлены на опорных
ножках (15), которые связывают неподвижные детали устройства с промежуточным перекрытием (23)
сооружения.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что загрузочное устройство и загрузочные шахты выполнены с изоляционной оболочкой, на поверхности которой расположен термостойкий слой для компенсации износа.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцеобразные желоба (16, 26) конструкции гидрозатвора расположены в опорной конструкции (14).
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сила, которая приводит во вращение входную трубу
(11), дозирующую трубу (13) и защитный экран (38, 39), подводится к конструкции посредством подшипника (20) и передаточного диска (27).
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дозирующая труба (13) расположена между раструбами (38, 39) защитного экрана, которые прикреплены к ней.
-3-
009539
Фиг. 1
Фиг. 2
Фиг. 3
-4-
009539
Фиг. 4
Фиг. 5
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
-5-