RU2829745C9 - Method and device for granulation of slag formed in manufacturing of iron and steel - Google Patents
Method and device for granulation of slag formed in manufacturing of iron and steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2829745C9 RU2829745C9 RU2022121593A RU2022121593A RU2829745C9 RU 2829745 C9 RU2829745 C9 RU 2829745C9 RU 2022121593 A RU2022121593 A RU 2022121593A RU 2022121593 A RU2022121593 A RU 2022121593A RU 2829745 C9 RU2829745 C9 RU 2829745C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- flow
- granules
- drops
- devices
- Prior art date
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 188
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000005469 granulation Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000003179 granulation Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 26
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title abstract description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 11
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 117
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 43
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000007908 dry granulation Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 5
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 25
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000005550 wet granulation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники настоящего изобретенияField of the invention
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для гранулирования шлака, образующегося в производстве железа и стали, в частности, для сухого гранулирования шлака.The present invention relates to a method and device for granulating slag formed in the production of iron and steel, in particular for dry granulation of slag.
В частности, способ и устройство согласно настоящему изобретению позволяют производить грануляты, имеющие различные характеристики в зависимости от предусмотренного применения, и, таким образом, данное устройство оказывается особенно универсальным.In particular, the method and device according to the present invention make it possible to produce granulates having different characteristics depending on the intended application, and thus the device proves to be particularly versatile.
Уровень техники настоящего изобретенияPrior art of the present invention
Как известно, в черной металлургии при производстве чугуна и стали образуется в значительных количествах шлак, состав которого близок к характеристикам исходных материалов и легирующих элементов, используемых в процессе производства.As is known, in ferrous metallurgy, during the production of cast iron and steel, slag is formed in significant quantities, the composition of which is close to the characteristics of the original materials and alloying elements used in the production process.
В зависимости от образования шлака при производстве чугуна и стали в доменных печах, кислородных конвертерах, электрических дуговых печах, рафинировочных печах-ковшах и других устройствах шлак будет приобретать различные химические и физические характеристики. Шлак классифицируют на основании действующих в настоящее время положений, таких как положение ЕС №1907/2006 о регистрации, оценке, разрешении и ограничении химических веществ (REACH) согласно указанным химическим и физическим характеристикам. В отдельных случаях некоторые типы шлака признают в качестве побочных продуктов, однако намного чаще их рассматривают в качестве отходов, которые подлежат утилизации и, таким образом, представляют собой серьезную проблему как с экологической, так и с логистической точки зрения.Depending on the formation of slag during the production of iron and steel in blast furnaces, basic oxygen furnaces, electric arc furnaces, ladle refining furnaces and other devices, the slag will have different chemical and physical characteristics. Slag is classified according to currently applicable regulations, such as the EU Regulation No 1907/2006 on the Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals (REACH) according to specified chemical and physical characteristics. In some cases, certain types of slag are recognised as by-products, but much more often they are regarded as waste that must be disposed of and thus represent a major problem from both an environmental and logistical point of view.
Шлак, образующийся, например, в рафинировочных печах-ковшах (SMS) после охлаждения, претерпевает преобразование кристаллической решетки, что приводит к образованию тонкодисперсного пылевидного материала, который значительно осложняет выполнение экологических и логистических задач.The slag formed, for example, in ladle refining furnaces (SMS) after cooling undergoes a transformation of the crystal lattice, which leads to the formation of a finely dispersed dust-like material, which significantly complicates the implementation of environmental and logistical tasks.
Для решения указанных проблем были предложены многочисленные решения в целях упрощения обработки шлака способом, который является безопасным для окружающей среды и целесообразным с экономической точки зрения и позволяет преобразовать шлак в продукт, который может найти повторное применение в других отраслях, такое как, например, гражданское применение, где шлак может быть использован в качестве инертного материала для строительства дорожных покрытий.To address these issues, numerous solutions have been proposed to facilitate the processing of slag in a manner that is environmentally friendly and economically viable and that allows the slag to be converted into a product that can be reused in other industries, such as civil applications where the slag can be used as an inert material for road construction.
Одну из используемых технологий представляет собой гранулирование с применением воды или сухое гранулирование.One of the technologies used is water granulation or dry granulation.
Когда сухое гранулирование оказывается возможным, оно является предпочтительным по сравнению с гранулированием с применением воды, поскольку в случае сухого гранулирования исключен расход воды, и сокращена необходимая обработка.When dry granulation is possible, it is preferable to wet granulation because dry granulation eliminates water consumption and reduces the required processing.
В процессе сухого гранулирования, пример которого представлен в патенте США № US 4,218,201, в поток шлака из доменной печи в жидком состоянии ударяет воздушная струя, которая разбивает поток жидкого шлака на множество капель, которые затвердевают почти мгновенно. После этого гранулят, получаемый в результате затвердевания расплавленного шлака, собирают, а затем легко транспортируют без дополнительной обработки.In a dry granulation process, an example of which is presented in U.S. Patent No. US 4,218,201, a stream of slag from a blast furnace in a liquid state is struck by an air jet, which breaks the liquid slag stream into many droplets that solidify almost instantly. The granulate resulting from the solidification of the molten slag is then collected and then easily transported without further processing.
Однако этот способ имеет разнообразные недостатки, и в частности, он не является универсальным и не позволяет получать гранулированный шлак, имеющий различные физические характеристики.However, this method has various disadvantages, and in particular, it is not universal and does not allow obtaining granulated slag with different physical characteristics.
Поскольку, с другой стороны, требуемые характеристики различаются в зависимости от конечного применения гранулированного шлака (когда шлак используют, например, в качестве инертного продукта в гражданской отрасли, оказывается предпочтительным, чтобы его морфологическая структура была преимущественно аморфной, т.е. стеклообразной, в то время как в случае применения для других целей, например, в случае применения в качестве связующего вещества, гранулят должен имеют преимущественно кристаллическую структуру, возможно, после измельчения), в отрасли ощущается потребность в предложении универсальной установки, которая обеспечивает осуществление гибкого процесса гранулирования таким образом, чтобы существовала возможность производства гранулятов, имеющих различные характеристики в зависимости от предусмотренного применения.Since, on the other hand, the required characteristics differ depending on the final application of the granulated slag (when the slag is used, for example, as an inert product in the civil industry, it is preferable that its morphological structure is predominantly amorphous, i.e. glassy, while in the case of application for other purposes, for example in the case of application as a binder, the granulate should have a predominantly crystalline structure, possibly after grinding), there is a need in the industry to offer a universal plant that enables a flexible granulation process to be carried out in such a way that it is possible to produce granulates having different characteristics depending on the intended application.
Краткое раскрытие настоящего изобретенияBrief summary of the present invention
В свете вышеизложенного задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить такой способ сухой грануляции шлака, образующегося в результате процессов производства чугуна и стали, который является особенно гибким, чтобы можно было получать грануляты с различными физическими характеристиками, позволяя применение этих гранулятов для различных конечных целей.In light of the above, the object of the present invention is to provide a method for dry granulation of slag resulting from iron and steel production processes that is particularly flexible so that granules with different physical characteristics can be obtained, allowing the use of these granules for different end purposes.
Кроме того, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить устройство для сухого гранулирования шлака, образующегося в процессах производства железа и стали, способное осуществлять указанный выше способ.Furthermore, the object of the present invention is to provide a device for dry granulation of slag generated in iron and steel production processes, capable of carrying out the above-mentioned method.
В рамках этой задачи цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ и устройство, которое обеспечивает осуществление процессов регулируемого сухого гранулирования таким образом, чтобы существовала возможность изменения скорости охлаждения шлака и, следовательно, получения гранулятов, имеющих структуры с различными физическими характеристиками.Within the framework of this task, the aim of the present invention is to propose a method and device that ensures the implementation of controlled dry granulation processes in such a way that it is possible to change the cooling rate of the slag and, consequently, to obtain granulates having structures with different physical characteristics.
Помимо указанных выше и других целей, которые оказываются более понятными из следующего описания, данную задачу решает способ сухой грануляции расплавленного шлака, в частности расплавленного шлака, полученного в процессах производства чугуна и стали, согласно пункту 1 формулы изобретения, а также устройство для сухого гранулирования расплавленного шлака, в частности, расплавленного шлака, образующегося в процессах производства железа и стали, согласно пункту 7 формулы изобретения.In addition to the above and other objectives, which become more clear from the following description, this problem is solved by a method for dry granulation of molten slag, in particular molten slag obtained in the processes of producing iron and steel, according to
Дополнительные характеристики устройства для гранулирования шлака согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, которые описаны в настоящей патентной заявке, представляют собой объекты зависимых пунктов формулы изобретения.Additional features of the slag granulating device according to preferred embodiments of the present invention, which are described in the present patent application, are the objects of dependent claims.
Краткое описание фигурBrief description of the figures
Дополнительные характеристики и преимущества становятся более понятными из описания устройства согласно некоторым предпочтительным, но не исключительным вариантам осуществления настоящего изобретения, которые представлены в иллюстративных и неограничительных целях посредством прилагаемых фигур, где:Additional characteristics and advantages become more apparent from the description of the device according to some preferred, but not exclusive, embodiments of the present invention, which are presented for illustrative and non-limiting purposes by means of the accompanying figures, where:
- на фиг. 1 схематически представлена диаграмма, на которой проиллюстрированы твердые фазы, которые могут быть получены в зависимости от скорости охлаждения шлака (в декартовых координатах, где время представлено на оси абсцисс, а температура представлена на оси ординат);- Fig. 1 schematically shows a diagram illustrating the solid phases that can be obtained depending on the slag cooling rate (in Cartesian coordinates, where time is represented on the abscissa axis and temperature is represented on the ordinate axis);
- на фиг. 2 и 3, соответственно, представлена диаграмма траектории и, таким образом, устойчивости частиц шлака в воздухе в процессе сухого гранулирования известного типа, и на фиг. 3 представлена сравнительная тенденция для кривых охлаждения, представленных в декартовых координатах на фиг. 1;- Fig. 2 and 3, respectively, show a diagram of the trajectory and, thus, the stability of slag particles in air in a dry granulation process of a known type, and Fig. 3 shows a comparative trend for the cooling curves shown in Cartesian coordinates in Fig. 1;
- на фиг. 4 и 4-бис представлены упрощенные схематические изображения устройства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, соответственно, в первом (фиг. 4) и во втором (фиг. 4-бис) рабочем режиме;- Fig. 4 and 4bis show simplified schematic representations of the device according to the first embodiment of the present invention, respectively, in the first (Fig. 4) and second (Fig. 4bis) operating mode;
- на фиг. 5 и 5-бис представлены упрощенные схематические изображения устройства согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, соответственно, в первом (фиг. 5) и во втором (фиг. 5-бис) рабочем режиме;- Fig. 5 and 5bis show simplified schematic representations of the device according to the second embodiment of the present invention, respectively, in the first (Fig. 5) and second (Fig. 5bis) operating mode;
- на фиг. 6 и 6-бис представлены упрощенные схематические изображения устройства согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, соответственно, в первом (фиг. 6) и во втором (фиг. 6-бис) рабочем режиме;- Fig. 6 and 6-bis show simplified schematic representations of the device according to the third embodiment of the present invention, respectively, in the first (Fig. 6) and second (Fig. 6-bis) operating mode;
- на фиг. 7 и 7-бис представлены упрощенные схематические изображения устройства согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения, соответственно, в первом (фиг. 7) и во втором (фиг. 7-бис) рабочем режиме;- Fig. 7 and 7-bis show simplified schematic representations of the device according to the fourth embodiment of the present invention, respectively, in the first (Fig. 7) and second (Fig. 7-bis) operating mode;
- на фиг. 8 представлено упрощенное схематическое изображение устройства согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения;- Fig. 8 shows a simplified schematic representation of a device according to a fifth embodiment of the present invention;
- на фиг. 9 представлено упрощенное схематическое изображение устройства согласно варианту осуществления, представленного на фиг. 8 и вставленного в возможную установку для обработки шлака;- Fig. 9 shows a simplified schematic representation of the device according to the embodiment shown in Fig. 8 and inserted into a possible slag processing plant;
- на фиг. 10 представлена диаграмма, на которой проиллюстрированы твердые фазы (кристаллическая и аморфная), которые могут быть получены в зависимости от скорости охлаждения шлака (в декартовых координатах, где время представлено на оси абсцисс, а температура представлена на оси ординат);- Fig. 10 shows a diagram illustrating the solid phases (crystalline and amorphous) that can be obtained depending on the slag cooling rate (in Cartesian coordinates, where time is shown on the abscissa axis and temperature is shown on the ordinate axis);
- на фиг. 11 представлено упрощенное схематическое изображение устройства согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения.- Fig. 11 shows a simplified schematic representation of a device according to a sixth embodiment of the present invention.
Подробное раскрытие настоящего изобретенияDetailed disclosure of the present invention
Рассмотрим внимательно прилагаемые фигуры, где согласно первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения устройство 1 для сухого гранулирования расплавленного шлака S, в частности, расплавленного шлака, образующегося в процессах производства железа и стали, содержит по меньшей мере один контейнер 10, содержащий расплавленный шлак в жидком состоянии S, который подлежит обработке, приспособления для образования потока газа 20, которые производят поток 25, содержащий газ (или смесь газов, например, атмосферный воздух), подходящий для охватывания потока Q шлака S, когда он вытекает из указанного контейнера 10, прежде чем указанный поток Q вступает в контакт с другими частями устройства, разбиения потока Q шлака S на мелкие капли и проталкивания указанных капель указанного потока Q шлака S по траектории, имеющей по меньшей мере один компонент, проходящий в продольном направлении L, от указанных приспособлений для образования воздушного потока 20 и из указанного контейнера 10.Let us consider carefully the attached figures, where, according to a first preferred embodiment of the present invention, a
В этом процессе чрезвычайно важно, что в поток шлака, вытекающий из контейнера, ударяет воздушная струя, когда еще находится в движении, прежде чем он вступает в контакт с другими частями или поверхностями устройства, такими как трубопроводы, направляющие или гранулировочные валики, которые, как известно, используются в обработке шлака доменных печей и шлака электрических дуговых печей (EAF). Фактически гранулирование не может использоваться в обработке шлака, который производит ковш-печь (LF) или вторичная металлургия, что, напротив, представляет собой область применения настоящего изобретения. В то время как шлак доменных печей и шлак электрических дуговая печь (EAF) практически не содержат суспендированных жидких частиц металла, шлак LF/вторичной металлургии, который вытекает или высыпается из контейнера или ковша, очень часто содержит в качестве примесей далеко не ничтожную долю жидкого металла (жидкой стали), который при падении на гранулировочный валик очень быстро наносит ему повреждения, что неприемлемо сокращает срок эксплуатации валика и делает весь процесс непригодным для применения.In this process, it is extremely important that the slag flowing out of the container is hit by an air jet while still in motion, before it comes into contact with other parts or surfaces of the device, such as pipes, guides or granulating rollers, which are known to be used in the treatment of blast furnace slag and electric arc furnace (EAF) slag. In fact, granulation cannot be used in the treatment of slag that produces a ladle furnace (LF) or secondary metallurgy, which, on the contrary, is the field of application of the present invention. While blast furnace slag and electric arc furnace (EAF) slag contain virtually no suspended liquid metal particles, LF/secondary metallurgy slag that flows or spills from a container or ladle very often contains as impurities a far from negligible proportion of liquid metal (liquid steel), which, when dropped on the granulation roll, very quickly causes damage to it, which unacceptably shortens the service life of the roll and makes the entire process unsuitable for use.
В качестве примера, контейнер 10 может представлять собой ковш (т.е. резервуар на металлической основе с внутренним покрытием из огнеупорного материала) или котел (чугунный резервуар с внутренним покрытием из огнеупорного материала или без него).As an example, the
Устройство 1 также содержит приспособления 30 для сбора и транспортировки гранул охлажденного шлака и приспособления для отклонения и/или прекращения 40 указанного потока Q шлака S в целях получения гранул шлака, имеющих желательные морфологические характеристики.The
Устройство 1 для сухого гранулирования шлака S, которое представляет собой объект настоящего изобретения, является подходящим для осуществления процесса сухого гранулирования, который отличается тем, что он включает по меньшей мере одну стадию, представляющую собой регулирование и изменение продолжительности и/или скорости охлаждения капель/гранул в потоке Q шлака S целях получения гранул шлака, имеющих желательные морфологические характеристики, с соответствующими преимуществами, которые представлены выше.The
Стадия регулирования и изменения продолжительности и/или скорости охлаждения указанных капель/гранул указанного потока Q шлака S предпочтительно включает по меньшей мере одну стадию, представляющую собой регулирование и изменение продолжительности пребывания в движении указанных капель/гранул, которые приводит в движение указанная струя газа 25, которая непосредственно ударяет в поток Q вытекающий из указанного контейнера 10, причем отклонение и/или прекращение его движения обеспечено посредством приспособлений 40 для отклонения и/или прекращения указанного потока Q.The stage of regulating and changing the duration and/or speed of cooling of said drops/granules of said flow Q of slag S preferably includes at least one stage, which is regulating and changing the duration of stay in motion of said drops/granules, which are set in motion by said
Указанные приспособления 40 для отклонения и/или прекращения указанного потока в каплях/гранулах Q шлака S выполнены с возможностью прерывания указанного потока Q и инициирования осаждения указанных гранул шлака S в указанных приспособлениях 30 для сбора и транспортировки охлажденных гранул шлака.The said
В целях регулирования и изменения продолжительности пребывания в движении капель/гранул потока Q шлака S приспособления для отклонения и/или прекращения потока шлака могут преимущественно содержать по меньшей мере одну пластину или панель 40, расположенную в точке компонента, проходящего в продольном направлении L траектории потока в каплях/гранулах Q шлака S, проталкиваемого газовой струей 25. Указанная пластина или панель 40 может предпочтительно перемещаться в указанном продольном направлении L таким образом, чтобы иметь возможность изменения продолжительности пребывания в движении гранул потока в каплях/гранулах Q посредством расположения указанной пластины или панели 40 в различных точках траектории движения указанных капель/гранул, которые будут, следовательно, осаждаться в сборочных приспособлениях 30 после периода охлаждения в движении, что может регулировать и изменять оператор посредством изменения положения пластины или панели 40.In order to regulate and change the residence time of the drops/granules of the flow Q of slag S in motion, the devices for deflecting and/or stopping the slag flow can advantageously comprise at least one plate or
Неограничительные примеры сборочно-транспортировочных приспособлений 30 могут представлять собой такие системы, как вибрационные или колебательные конвейеры, такие как виброэкстракторы, или пластинчатые конвейеры. В качестве альтернативы, сборочно-транспортировочные приспособления 30 могут содержать, например, вращающийся и наклонный барабан, который транспортирует гранулят под действием силы тяжести. Согласно другим решениям, в отличие от приспособлений непрерывного действия, которые описаны выше, сборочно-транспортировочные приспособления 30 могут представлять собой приспособления периодического действия, такие как, например, сборочные бункеры, которые могут перемещаться посредством вилочных погрузчиков или других систем.Non-limiting examples of the collection and
Устройство такого типа, способное осуществлять сухое гранулирование шлака, представлено на фиг. 2, где схематически проиллюстрированы возможные траектории А и В, по которым движутся капли вытекающего расплавленного шлака, которые проталкивает газовый поток 25.A device of this type, capable of carrying out dry granulation of slag, is shown in Fig. 2, where possible trajectories A and B are schematically illustrated, along which the drops of flowing molten slag move, pushed by the
График на фиг. 3 представляет кривые охлаждения СА и СВ, соответственно, частиц, движущихся по траектории А, и частиц, движущихся по траектории В, причем все они имеют начальную температуру Т0, которая может быть принята как равная или близкая к температуре извлечения шлака S из печи (приблизительно от 1500°С до 1600°С).The graph in Fig. 3 represents the cooling curves C A and C B , respectively, of particles moving along trajectory A and particles moving along trajectory B, all of which have an initial temperature T 0 , which can be taken as equal to or close to the temperature of slag extraction S from the furnace (approximately from 1500°C to 1600°C).
Как можно видеть на графике на фиг. 1, если скорость охлаждения является достаточно высокой, как в случае кривых С1 и С2, осуществляется полное образование аморфной или стеклообразной фазы, т.е. фазы, в которой не может быть определена кристаллическая решетка. С другой стороны, если охлаждение осуществляется достаточно медленно, как в случае кривых С3 и С4, физическая структура, получаемая для твердых гранул, представляет собой, главным образом, кристаллическую решетку.As can be seen from the graph in Fig. 1, if the cooling rate is sufficiently high, as in the case of curves C 1 and C 2 , the complete formation of an amorphous or glassy phase occurs, i.e. a phase in which no crystal lattice can be determined. On the other hand, if the cooling is sufficiently slow, as in the case of curves C 3 and C 4 , the physical structure obtained for the solid granules is mainly a crystal lattice.
По этой причине, как уже было упомянуто, оказывается возможным получение гранул шлака, имеющих различные свойства, в частности, различные физические свойства в зависимости от различных структур гранул, посредством регулирования указанной скорости охлаждения гранул, ее изменения таким образом, чтобы обеспечивалась низкая скорость охлаждения, если должны быть получены кристаллические гранулы, или высокая скорость охлаждения, если оказываются желательными стеклообразные гранулы.For this reason, as already mentioned, it is possible to obtain slag granules having different properties, in particular different physical properties depending on the different structures of the granules, by regulating the said cooling rate of the granules, changing it in such a way as to ensure a low cooling rate if crystalline granules are to be obtained, or a high cooling rate if glassy granules are desired.
Снова рассмотрим диаграмму на фиг. 1 и обратим внимание на вершину штриховой кривой, которая отделяет аморфную фазу от кристаллической фазы, где можно определить пару значений, представляющих собой время tN и температуру TN, которые можно рассматривать как отличительный результат, позволяющий определить характер структуры твердой гранулы: если температура TN достигается в течение времени, составляющего менее чем tN, то твердая структура будет преимущественно аморфной; с другой стороны, если температура TN достигается в течение времени, составляющего более чем tN, твердая структура будет по меньшей мере частично кристаллической.Consider again the diagram in Fig. 1 and note the apex of the dashed curve which separates the amorphous phase from the crystalline phase, where a pair of values can be defined, representing the time t N and the temperature T N , which can be considered as a distinctive result allowing one to determine the nature of the structure of the solid granule: if the temperature T N is reached within a time shorter than t N , the solid structure will be predominantly amorphous; on the other hand, if the temperature T N is reached within a time longer than t N , the solid structure will be at least partially crystalline.
Ниже этого критического уровня (который может быть определен как соотношение (TS-TN)/tN, в котором TS представляет собой температуру затвердевания шлака), причем снижение этого соотношения приведет к образованию твердых гранул, имеющих преобладающее содержание кристаллической части по сравнению с аморфной частью (рассмотрим кривую С4 в сопоставлении с кривой С3).Below this critical level (which can be defined as the ratio (T S -T N )/t N , where T S is the slag solidification temperature), a decrease in this ratio will result in the formation of solid granules having a predominant content of the crystalline part compared to the amorphous part (consider curve C 4 in comparison with curve C 3 ).
Устройство в соответствии с настоящим изобретением позволяет осуществлять процесс, в котором скорость охлаждения шлака регулируется и может быть изменена, что, следовательно, позволяет регулировать физическую структуру получаемой твердой гранулы.The device according to the present invention allows for a process in which the cooling rate of the slag is controlled and can be changed, which therefore allows for the physical structure of the resulting solid granule to be controlled.
Для этой цели устройство 1 согласно настоящему изобретению отличается тем, что оно дополнительно содержит приспособления 40 для отклонения и/или прекращения указанного потока в каплях/гранулах Q шлака S, выполненные с возможностью прерывания указанного потока Q и инициирования осаждения указанного гранул шлака S в указанной сборочно-транспортировочной системе 30 для сбора и транспортировки охлажденных гранул шлака.For this purpose, the
Таким образом, в указанном устройстве осуществляется процесс, в котором продолжительность и/или скорость охлаждения указанных капель/гранул указанного потока Q шлака S можно регулировать и изменять в целях получения гранул шлака, имеющих желательные морфологические характеристики.Thus, in the said device, a process is carried out in which the duration and/or cooling rate of the said drops/granules of the said flow Q of slag S can be regulated and changed in order to obtain slag granules having the desired morphological characteristics.
В этом процессе на поток Q шлака S с регулируемой температурой и скоростью потока непосредственно воздействует, т.е. пока поток выходит из контейнера 10 и прежде чем он вступает в контакт с другими частями устройства, струя газа 25, которая имеет высокую скорость и разбивает поток шлака на мелкие капли.In this process, the flow Q of slag S with controlled temperature and flow rate is directly affected, i.e. while the flow is leaving the
Скорость струя 25 газа или газовой смеси, преимущественно представляющей собой, например, воздух, как правило, составляет приблизительно от 50 до 150 м/с в зависимости от размера получаемых гранул (чем выше скорость, тем мельче будут получаемые гранулы шлака).The speed of the jet of gas or gas mixture, which is predominantly, for example, air, is usually approximately 50 to 150 m/s, depending on the size of the granules obtained (the higher the speed, the smaller the slag granules obtained).
Кроме того, массовая скорость потока газа (преимущественно представляющего собой воздух) регулируется таким образом, чтобы существовал импульс, который является достаточным для разбиения потока шлака и направления образующихся при этом капель по параболическим траекториям от точки взаимодействия между потоком шлака и газовой струей; в частности, соотношение между скоростями потоков газовой струи 25 и потока шлака может предпочтительно находиться в диапазоне от 0,5 до 2 (кг/с газа на кг/с шлака).In addition, the mass flow rate of the gas (preferably air) is controlled so that there is a momentum that is sufficient to break up the slag flow and direct the resulting droplets along parabolic trajectories from the point of interaction between the slag flow and the gas jet; in particular, the ratio between the flow rates of the
Эти капли быстро затвердевают в процессе движения по своей траектории вследствие конвективного и радиационного теплообмена с окружающей средой, который является чрезвычайно эффективным в условиях большой открытой поверхности и высокой разности температур, а затем они оказываются на дне сборочной конструкции, как схематически представлено на фиг. 2.These droplets quickly solidify during their movement along their trajectory due to convective and radiative heat exchange with the environment, which is extremely effective under conditions of a large open surface and a high temperature difference, and then they end up at the bottom of the assembly structure, as schematically shown in Fig. 2.
В зависимости от технологических условий частицы шлака могут следовать, например, по траектории, которая является аналогичной траектории, которая обозначена буквой А на фиг. 2, и которая соответствует кривой охлаждения, такой как кривая охлаждения, обозначенная СА на фиг. 3: частицы, которые перемещаются по этой траектории, имеют такую продолжительность движения, которая является достаточной, чтобы гарантировать быстрое и полное охлаждение твердого вещества, таким образом, чтобы почти полностью сохранилась аморфная структура в образующихся гранулах.Depending on the process conditions, the slag particles can follow, for example, a trajectory which is similar to the trajectory indicated by the letter A in Fig. 2 and which corresponds to a cooling curve such as the cooling curve indicated by C A in Fig. 3: the particles which move along this trajectory have a duration of movement which is sufficient to ensure rapid and complete cooling of the solid, so that the amorphous structure in the granules formed is almost completely preserved.
В других технологических условиях, например, с применением воздушной струи 25, имеющей меньшую скорость, траектория, по которой следуют частицы шлака, может представлять собой траекторию, обозначенную буквой В на фиг. 2, и, таким образом, значительно сокращенную траекторию в воздухе по сравнению с кривой А в ранее рассмотренном случае: в этом случае кривая охлаждения соответствует другой тенденции, представленной кривой СВ на фиг. 3. После охлаждения в воздухе, которое происходит практически аналогично случаю А, затвердевшая частица шлака достигает дна, когда она еще имеет высокую температуру.Under other process conditions, for example with the use of an
После достижения дна не происходит охлаждение посредством конвективного теплообмена с окружающей средой; таким образом, температура будет проявлять тенденцию к уменьшению при значительно меньшей скорости, чем в случае гранулы, которая находится в движении. Эту ситуацию представляет кривая СВ, на которой четко наблюдается нарушение непрерывности в момент достижения гранулой дна или сборочной конструкции: гранула, которая движется по траектории типа В, следовательно, будет иметь, главным образом, кристаллическую структуру, вследствие низкой скорости охлаждения, которая уже существует при высоких температурах (выше температуры TN, определенной выше).Once the bottom is reached, no cooling occurs by convective heat exchange with the environment; therefore, the temperature will tend to decrease at a much lower speed than in the case of a granule in motion. This situation is represented by the curve C B , which clearly shows the discontinuity at the moment the granule reaches the bottom or the assembly structure: a granule that moves along a type B trajectory will therefore have a predominantly crystalline structure, due to the low cooling rate that already exists at high temperatures (above the temperature T N defined above).
Снова рассмотрим устройство согласно настоящему изобретению, которое содержит приспособления 40 для отклонения и/или прекращения потока в каплях/гранулах Q шлака S, имеющего возможность движения в указанном продольном направлении L и блокируемого в желательном положении.Let us again consider the device according to the present invention, which comprises means 40 for deflecting and/or stopping the flow in drops/granules Q of slag S, having the possibility of movement in the said longitudinal direction L and blocked in the desired position.
Таким образом, гранулы, проталкиваемые газовой струей 25, движутся по параболической траектории в воздухе и быстро охлаждаются до тех пор, пока они не попадают в указанные приспособления 40 для отклонения и/или прекращения, которые прерывают или в любом случае отклоняют их движение; после удара в элемент 40 гранулы осаждаются вниз, образуя слой, имеющий определенную толщину, на транспортировочной системе 30, которая направляет их на последующую обработку (эта толщина практически находится в корреляции со скоростью транспортировочной системы и со скоростью потока производимых гранул, которая, в свою очередь, находится в корреляции со скоростью потока шлака, вытекающего из контейнера 10).Thus, the granules pushed by the
Снова рассмотрим вариант осуществления, представленный на фиг. 4 и 4-бис, где указанные приспособления 40 для отклонения и/или прекращения указанного потока в каплях/гранулах Q шлака S преимущественно содержат по меньшей мере одну пластину или панель 40, имеющую по меньшей мере одну ударную поверхность 40с, выполненную с возможностью отклонения и/или прекращения потока в каплях/гранулах Q шлака S и инициирования осаждения указанного гранул шлака S в заданной зоне указанных сборочно-транспортировочных приспособлений 30.Let us again consider the embodiment shown in Fig. 4 and 4-bis, where said
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, в устройстве, которое представлено в качестве неограничительного примера на прилагаемых фиг. 5 и 5-бис, по меньшей мере одна указанная пластина или панель 40 может вращаться вокруг практически горизонтальной оси А, в результате чего она способна изменять наклона ударной поверхности 40с указанной пластины или панели 40 по отношению к вертикальному направлению и может быть блокирована в желательном положении, таким образом, что она способна изменять траекторию и точку падения гранул указанного потока Q, отклоняемого указанной ударной поверхностью 40с, в переделах заданной зоны сборочно-транспортировочной системы 30.According to a preferred embodiment of the present invention, in the device, which is presented as a non-limiting example in the attached Figs. 5 and 5bis, at least one of said plate or
Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения, в устройстве, которое представлено в качестве неограничительного примера на прилагаемых фиг. 6 и 6-бис, может присутствовать множество указанных приспособлений 40 для отклонения и/или прекращения указанного потока в каплях/гранулах Q шлака S, которые расположены в указанном продольном направлении L, причем все из них выполнены с возможностью движения, независимо друг от друга, между первым нерабочим положением, в котором они не прерывают поток в каплях/гранулах Q указанного шлака S, и рабочим положением, в котором они прерывают поток в каплях/гранулах Q указанного шлака S.According to a further embodiment of the present invention, in the device, which is presented as a non-limiting example in the attached Figs. 6 and 6bis, there may be present a plurality of said
Таким образом, в указанном множестве приспособлений 40 для отклонения и/или прекращения указанного потока могут преимущественно присутствовать по меньшей мере две пластины или панели 40а, 40b, причем все из указанных пластин или панелей 40а, 40b выполнены с возможностью движения, независимо друг от друга, между первым положением, которое является нерабочим (например, правая панель 40b на фиг. 6 и левая панель 40а на фиг. 6-бис), и в котором они прерывают поток в каплях/гранулах Q указанного шлака S, и рабочим положением (например, первая панель 40а слева на фиг. 6 и вторая панель 40b справа на фиг. 6-бис), в котором они прерывают поток в каплях/гранулах Q указанного шлака S.Thus, in said plurality of
Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, в устройстве, которое представлено в качестве неограничительного примера на прилагаемых фиг 7 и 7-бис, контейнер 10 и приспособления 20 для образования газового потока 25 установлены на опорной конструкции 60, причем указанная конструкция оборудована приспособлениями 61, которые позволяют ей двигаться по меньшей мере в направлении, которое является параллельным по отношению к направлению газового потока 25. Контейнер 10 может преимущественно переворачиваться регулируемым образом посредством воздействия на исполнительные элементы 62 известного типа (например, гидравлические исполнительные элементы или исполнительные элементы других типов, электрические двигатели и т.д.). Согласно этому варианту осуществления приспособления 40 для отклонения и/или прекращения состоят из стенки, которая имеет ударную поверхность 40с, к которой направляется поток Q капель/гранул указанного шлака S. После соударения с поверхностью 40с, указанные гранулы осаждаются вниз и собираются в сборочно-транспортировочном приспособлении 30, которое в данном примере представляет собой сборочный бункер, выполненный с возможностью последующего движения. Согласно этому варианту осуществления, благодаря движению приспособления 61, таким образом, оказывается возможным изменение расстояния между опорной конструкцией 60 и стенкой 40 и, следовательно, изменение продолжительности движения в воздухе капель/гранул шлака. Стенка 40 может быть неподвижной или также выполненной с возможностью движения; кроме того, она может быть преимущественно изготовлена из металлического материала, имеющего высокую ударную прочность и износостойкость, и оборудована охлаждающими системами.According to a further preferred embodiment of the present invention, in the device, which is shown as a non-limiting example in the attached Figs. 7 and 7bis, the
Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения, который схематически представлен на фиг. 11, устройство 1 для сухого гранулирования шлака S может преимущественно содержать сборочно-транспортировочную систему 30, которая, в свою очередь, содержит барабан 31, вращающийся вокруг своей продольной оси, таким образом, чтобы транспортировать гранулят, перемещая его из зоны гранулирования шлака, находящейся под указанной пластиной или панелью 40, которая имеет опору и движется в продольном направлении L посредством подвижного опорного элемента 41, подходящего для поступательного движения внутри указанного барабана 31 по отношению к нему.According to a further embodiment of the present invention, which is schematically shown in Fig. 11, the
Согласно следующим предпочтительным аспектам настоящего изобретения далее будет описано устройство, представляющее собой неограничительный пример устройства согласно настоящего изобретения, в котором осуществлены некоторые дополнительные необязательные элементы, которые могут быть преимущественными для увеличение эффективности и производительности процесса, осуществляемого этим устройством.According to further preferred aspects of the present invention, a device will now be described which is a non-limiting example of a device according to the present invention, in which certain additional optional elements are implemented which may be advantageous for increasing the efficiency and productivity of the process carried out by this device.
Далее рассмотрим вариант осуществления, представленный на фиг. 8, где можно видеть, что контейнер 10 (например, котел или ковш), содержащий шлак, который подлежит обработке, выпускает первый поток Q' шлака S в дополнительный гранулировочный контейнер 150.Let us now consider the embodiment shown in Fig. 8, where it can be seen that the container 10 (for example, a boiler or ladle) containing the slag to be processed releases a first stream Q' of slag S into an
Этот гранулировочный контейнер 150 может иметь внутреннее покрытие из огнеупорного материала и нагреваться таким образом, чтобы эффективно регулировать температуру шлака, подлежащего обработке. Гранулировочный контейнер 150, в свою очередь, является подходящим для регулируемого выпуска второго потока Q шлака S, в который ударяет струя воздуха (или газа) 25: он может быть сконфигурирован, например, как «промежуточный ковш» (промежуточный ковш/кокиль), который остается неподвижным и содержит регулируемый канал 160 для выпуска шлака, или он может представлять собой, например, ковш, имеющий покрытие из огнеупорного материала и оборудованный литейной трубкой, установленный на переворачивающейся системе, подходящей для регулирования скорости потока шлака, выходящего из указанного контейнера.This
В любом случае, помимо обеспечения постоянной температуры и, следовательно, постоянной вязкости содержащегося в нем шлака, гранулировочный контейнер 150 практически позволяет разделить происходящие выше по потоку процессы, в которых образуется шлак (по существу, периодические процессы), и процесс гранулирования, который может, следовательно, осуществляться почти непрерывным и независимым образом при значительной экономии на конструировании разнообразных дополнительных предметов оборудования. В частности, таким путем оказывается возможным быстрое перемещение (занимающее приблизительно несколько десятков секунд) жидкого шлака S из транспортировочного контейнера 10 в гранулировочный контейнер 150, таким образом, чтобы быстро сделать транспортировочный контейнер 10 вновь доступным для последующих технологических стадий и соответствующим образом увеличить продолжительность стадии гранулирования шлака до максимальной продолжительности, практически такой же, как в том случае, в котором шлак производится циклически (например, продолжительность плавки в электрической печи от выпуска до выпуска или продолжительность выливания из ковша в непрерывное литейное устройство, или продолжительность цикла выпуска шлака из шахтной печи).In any case, in addition to ensuring a constant temperature and therefore a constant viscosity of the slag contained therein, the
Снова рассмотрим диаграмму на фиг. 8, где поток Q шлака, который выходит из гранулировочного контейнера 150, может соответствующим образом принимать продолговатую форму, например, на основе конформации регулируемого канала 160 или на основе такой же формы гранулировочного контейнера 150, если он используется для непосредственного выпуска шлака (например, через литейную трубку) из приспособления с регулируемым переворачиванием; другими словами, может оказаться целесообразным создание потока Q шлака с сечением, имеющим преобладающий размер в поперечном направлении и меньший размер в продольном направлении. Эта продолговатая конформация потока шлака может оказаться благоприятной для последующей стадии гранулирования.Referring again to the diagram in Fig. 8, the slag flow Q which exits the
Что касается приспособления для создания газового потока 20 в целях вдувания потока 25 газа (предпочтительно воздуха), оно может состоять из одного или нескольких компрессоров или вентиляторов, например, центробежного типа, подходящих для создания струи 25 газа или смеси газов, направляемой в поток Q шлака, который выходит из гранулировочного контейнера 150.As regards the device for creating a
Газ может представлять собой, например, воздух.The gas can be, for example, air.
Если поток Q имеет продолговатую форму сечения, которая описана выше, приспособления 20 для создания газового потока 25 могут содержать устройство для распределения и разделения скорости потока, создаваемого одним или несколькими из указанных компрессоров или вентиляторов.If the flow Q has an elongated cross-sectional shape, which is described above, the
Далее рассмотрим сборочно-транспортировочные приспособления 30, которые предпочтительно содержат конвейер вибрационного или колебательного типа, известные, например, для применения в указанной области на стадии подачи и загрузки исходных материалов в электрическую дуговую печь, таких как, например, лом черных металлов (система Consteel®).Next, we will consider the assembly and
Сборочно-транспортировочные приспособления 30 также могут представлять собой другие типы, например, конвейеры, содержащие металлические пластины, или «периодические» транспортировочные системы, такие как контейнеры для сбора и перемещения насыпных материалов; как правило, могут быть использованы любые системы, которые являются подходящими для обработки твердых материалов при высоких температурах, составляющих приблизительно более чем 400°С.The collection and
Вибрационный или колебательный конвейер, содержащий жесткие пластины, как правило, имеющие U-образную или V-образную форму, или обычно оборудованные боковыми удерживающими приспособлениями, предоставляет преимущество легкости охлаждения, например, посредством принудительной циркуляции воды или другой текучей среды, которая ударяет в нижнюю сторону (противоположную стороне, на которой движется поток транспортируемого материала). Для рассматриваемого применения этот аспект является предпочтительным, поскольку после охлаждения фазы в воздухе для затвердевших гранул шлака требуется дополнительное охлаждение, которое может быть упрощено, если присутствует конвейер, оборудованный системой охлаждения.A vibrating or oscillating conveyor comprising rigid plates, usually U-shaped or V-shaped, or usually equipped with lateral holding devices, offers the advantage of easy cooling, for example by means of forced circulation of water or other fluid, which strikes the lower side (opposite to the side on which the flow of the transported material moves). For the application in question, this aspect is advantageous, since after cooling the phase in air, additional cooling is required for the solidified slag granules, which can be simplified if a conveyor equipped with a cooling system is present.
Снова рассмотрим график на фиг. 3, где охлаждающая способность сборочно-транспортировочной системы 30 влияет на наклон прямой секции кривой СВ: действительно, в присутствии подходящего охлаждающего контура температура гранулята проявляет тенденцию к более быстрому снижению по сравнению со случаем, в котором сборочно-транспортировочная система 30 не охлаждается. Необязательно по меньшей мере часть тепловой энергии, которая, передается от гранул конвейеру и от конвейера охлаждающей текучей среде, может быть регенерирована.Let us again consider the graph in Fig. 3, where the cooling capacity of the collecting and transporting
Для завершения сборочно-транспортировочной системы 30, если она не изготовлена с вращающимся барабаном, как представлено в примере на фиг. 8, может быть предусмотрен туннель 350, содержащий объем, который пересекают гранулы шлака, проталкиваемые струей газа 25. Туннель 350 предпочтительно охлаждается для упрощения теплообмена гранул шлака посредством излучения.To complete the collection and
Кроме того, в этом случае необязательно существует возможность регенерации по меньшей мере части тепловой энергии, которая передается текучей среде, которая охлаждает конструкцию туннеля 350. Другое преимущество, предоставляемое присутствием туннеля 350, представляет собой уменьшение уровня шума; кроме того, обеспечивается ограниченное пространство, в котором происходит теплообмен гранул, а также соответствующим образом обрабатывается нагреваемый воздух, в результате чего предотвращается чрезмерное нагревание окружающей среды, создающее потенциальные проблемы комфортности окружающей среды для операторов.In addition, in this case, there is optionally a possibility of regenerating at least part of the thermal energy that is transferred to the fluid that cools the structure of the
Что касается приспособлений 40 для отклонения и/или прекращения указанного потока в каплях/гранулах Q шлака S, выполненных с возможностью прерывания указанного потока Q и инициирования осаждения гранул шлака S в указанной сборочно-транспортировочной системе 30 для сбора и транспортировки охлажденных гранул шлака, эти приспособления могут содержать один или несколько элементов, подходящих для создания препятствия, на котором гранулы шлака, проталкиваемые газовой струей 25, прекращают свое движение в воздухе, а затем падают на конвейер 30.As for the
Некоторые альтернативные предпочтительные варианты осуществления были описаны со ссылкой на фиг. 4 и 4-бис, 5 и 5-бис, 6 и 6-бис, 7 и 7-бис.Some alternative preferred embodiments have been described with reference to Figs. 4 and 4-bis, 5 and 5-bis, 6 and 6-bis, 7 and 7-bis.
В дополнение к тому, что уже было разъяснено, следует отметить, что если присутствует содержащий пространство туннель 350, приспособления 40 для отклонения и/или прекращения указанного потока в каплях/гранулах Q по своим формам и размерам будут сопоставимыми со свободной секцией, которую образуют туннель 350 и конвейер 30.In addition to what has already been explained, it should be noted that if a space-containing
Рассмотрим фиг. 9, где дополнительные элементы, которые не являются обязательными для осуществления настоящего изобретения, но оказываются пригодными для применения в целях оптимизации его осуществления, будут далее проиллюстрированы, снова посредством неограничительного примера настоящего изобретения: для обработки воздуха, проходящего через туннель 350, может быть соответствующим образом предусмотрена всасывающая и фильтрующая система 600, размеры которой может определять специалист в данной области техники согласно характеристикам установки. Как представлено на фиг. 9, всасывание из туннеля 350 может предпочтительно происходить в нескольких точках, находящихся, в частности, как выше по потоку, так и ниже по потоку по отношению к одному или нескольким указанным приспособлениям 40 для отклонения и/или прекращения потока в каплях/гранулах Q, поскольку они фактически создают значительный перепад динамического давления текучей среды для воздушного потока 25, который проходит через туннель 350.Referring to Fig. 9, further elements which are not essential for the implementation of the present invention, but which prove suitable for use in order to optimize its implementation, will now be illustrated, again by means of a non-limiting example of the present invention: for treating the air passing through the
В некоторых случаях, в зависимости от размеров и ограничений установки, может оказаться необходимым обеспечение третьей стадии охлаждения (после первой стадии, которая представляет собой движение по траектории в воздухе, и второй стадии, которая представляет собой охлаждение гранулята, собранного посредством транспортировочной системы 30), чтобы довести гранулят от температуры на выпуске из туннеля 350 до температуры, подходящей для последующих стадий; третья стадия охлаждения может быть осуществлена известным способом с применением специального охлаждающего устройства 700, которое может состоять из системы вращающегося барабана, или с применением псевдоожиженного слоя, или посредством воздушных струй или других систем, известных специалистам в данной области техники для охлаждения малоразмерных твердых материалов при умеренных температурах. Таким образом, температура индивидуальной частицы шлака может следовать тенденции, аналогичной тенденции, которая представлена на фиг. 10: на первой стадии S1 охлаждение быстро происходит в воздухе; после этого, когда затвердевшая частица поступает на конвейер 30, охлаждение замедляется, что представляет собой стадию S2; наконец, частицу подвергают заключительному охлаждению при более высокой скорости, что представляет собой стадию S3.In some cases, depending on the size and constraints of the plant, it may be necessary to provide a third cooling stage (after the first stage, which is the movement along the trajectory in the air, and the second stage, which is the cooling of the granulate collected by means of the transport system 30) in order to bring the granulate from the temperature at the outlet of the
Этот режим охлаждения гранул, выходящих с конвейера 30, может оказаться необходимым, в частности, когда должна быть получена преимущественно кристаллическая структура гранул: в этом случае оказывается необходимым присутствие стадии S1 быстрого охлаждения в воздухе, за которой следует стадия S2 медленного охлаждения, которая является достаточно продолжительной (чтобы обеспечить соответствующее развитие кристаллической фазы), при окончании который гранулы шлака могут все же сохранять умеренную или высокую температуру, и, таким образом, оказывается полезной третья стадия S3 охлаждения в соответствующем устройстве 700.This cooling mode of the granules leaving the
Наконец, заключительная стадия, пригодная для применения в целях повышения эффективности способа и устройства, которые составляют объект настоящего изобретения и присутствуют в производстве чистого шлакового гранулята, представляет собой стадию удаления железа, то есть удаления гранул, содержащих черные металлы. Эта стадия может быть осуществлена с применением подходящей известной установки 800, удаляющей железо, например, магнитным способом. Таким способом гранулы 820 шлака, в которых отсутствуют черные металлы, и которые можно хранить, а затем направлять на конечное применение (например, в качестве заполнителей для гражданского применения и т.д.), могут быть отделены от гранул 810, которые содержат железо в разнообразных формах (в том числе в форме металла, различных оксидов и т.д.), и которые могут быть повторно использованы в пределах той же установки, например, посредством их повторного введения в электрическую дуговую печь.Finally, the final stage, suitable for use in order to improve the efficiency of the method and device that are the subject of the present invention and are present in the production of clean slag granulate, is the stage of iron removal, i.e. the removal of granules containing ferrous metals. This stage can be carried out using a suitable known
Таким образом, в представленном описании было продемонстрировано, каким образом способ и устройство для сухого гранулирования шлака согласно настоящему изобретению выполняет предложенные обязательства и задачи.Thus, in the presented description it was demonstrated how the method and device for dry granulation of slag according to the present invention fulfills the proposed obligations and tasks.
В частности, преимущества, которые могут быть достигнуты посредством способа и устройства для сухого гранулирования, которые представляют собой объект настоящего изобретения, являются очевидными в отношении регулирования физических характеристик гранулята, получаемого согласно предусмотренному применению.In particular, the advantages that can be achieved by means of the method and apparatus for dry granulation which are the subject of the present invention are obvious with regard to the control of the physical characteristics of the granulate obtained according to the intended use.
Claims (22)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102020000002449 | 2020-02-07 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2022121593A RU2022121593A (en) | 2022-12-26 |
| RU2829745C2 RU2829745C2 (en) | 2024-11-05 |
| RU2829745C9 true RU2829745C9 (en) | 2025-01-28 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4277273A (en) * | 1976-10-12 | 1981-07-07 | Edouard Legille | Treatment and handling of metallurgical slag |
| JP2003104761A (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method and apparatus for producing blasted slag particles and exhaust gas treatment equipment |
| RU2234537C2 (en) * | 1999-11-30 | 2004-08-20 | ВИЛЕЛА Вивиан Васконселос | Apparatus and method for heat withdrawal and hardening of melted material particles |
| CN100392110C (en) * | 2005-10-17 | 2008-06-04 | 邹汉伟 | Liquid slag sensible heat short-distance recovery method and equipment |
| CN201778033U (en) * | 2010-09-08 | 2011-03-30 | 河南科技大学 | Abrasive preparation device |
| JP2017081814A (en) * | 2015-10-29 | 2017-05-18 | Jfeスチール株式会社 | Manufacturing method of slag material |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4277273A (en) * | 1976-10-12 | 1981-07-07 | Edouard Legille | Treatment and handling of metallurgical slag |
| RU2234537C2 (en) * | 1999-11-30 | 2004-08-20 | ВИЛЕЛА Вивиан Васконселос | Apparatus and method for heat withdrawal and hardening of melted material particles |
| JP2003104761A (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method and apparatus for producing blasted slag particles and exhaust gas treatment equipment |
| CN100392110C (en) * | 2005-10-17 | 2008-06-04 | 邹汉伟 | Liquid slag sensible heat short-distance recovery method and equipment |
| CN201778033U (en) * | 2010-09-08 | 2011-03-30 | 河南科技大学 | Abrasive preparation device |
| JP2017081814A (en) * | 2015-10-29 | 2017-05-18 | Jfeスチール株式会社 | Manufacturing method of slag material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP4100551B1 (en) | Process and apparatus for the granulation of slag deriving from iron and steel production | |
| CN104471013B (en) | Sandblasting grinding-material and manufacture method thereof | |
| CN103261443A (en) | Granulation of metallurgical slag | |
| US20220064064A1 (en) | Method of processing molten material | |
| CN1123416C (en) | Method and device for producing metal blocks | |
| JP6340639B2 (en) | Manufacturing method of slag material | |
| US8496727B2 (en) | Method for treating slag flowing from a metallurgical vessel and a device for carrying out said method | |
| RU2829745C2 (en) | Method and device for granulation of slag formed in manufacturing of iron and steel | |
| RU2829745C9 (en) | Method and device for granulation of slag formed in manufacturing of iron and steel | |
| CN110643757B (en) | Processing method of thermal state casting slag processing system | |
| US20250353076A1 (en) | Use of a basic oxygen furnace to produce granulated metallic units, and associated systems, devices, and methods | |
| RU2682356C2 (en) | Granulation of molten ferrochromium | |
| US5255900A (en) | Method and a device for processing hot, liquid slags | |
| JP2003207281A (en) | Operating method of continuous solidification equipment for slag | |
| US9310133B2 (en) | Rotary hearth furnace exhaust gas duct apparatus and method for operating same | |
| AU773241B2 (en) | Method for cooling the gas flow in a smelting furnace | |
| US4113239A (en) | Apparatus for cooling slag | |
| EP3788019B1 (en) | Cement waste recycling device | |
| KR102127566B1 (en) | Apparatus and method for granulation a molten slag | |
| RU2388709C1 (en) | Installation for processing melted slag and procedure for processing melted slag in this installation | |
| US20230235417A1 (en) | Method and apparatus for treating the material exiting from a ladle furnace | |
| JP2002146412A (en) | Gutter for molten slag | |
| TWI626339B (en) | Vacuum refining furnace device combining electron beam and region melting | |
| CA3169198A1 (en) | Scrap dryer and/or scrap preheater | |
| JPH07138621A (en) | Treatment method of molten residue in steelmaking process |