Плавильний пристрій та спосіб виймання з металургійної посудини наконечника для введення твердих речовин

Номер патенту: 87860

Опубліковано: 25.08.2009

Автор: Хейтон Марк

Є ще 6 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Плавильний пристрій, який містить:

металургійну посудину,

принаймні один довгий наконечник для введення твердих речовин, який проходить крізь бічну стінку посудини з нахилом донизу та всередину для подачі твердого матеріалу в посудину,

довгий напрямний механізм, який розташований з напрямом  вгору та назовні від бічної стінки посудини,

засоби переміщення, виконані з можливістю переміщення по напрямному механізму,

та привідні засоби, виконані з можливістю переміщення засобів переміщення по напрямному механізму, при цьому засоби переміщення виконані з можливістю з'єднання з наконечником для надання йому можливості утримуватися на відстані від напрямного механізму і рухатися вгору та назовні за допомогою привідних засобів і, таким чином, вийматися з посудини.

2. Плавильний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що напрямний механізм розташований поблизу та паралельно наконечнику.

3. Плавильний пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що напрямний механізм розташований над наконечником і має паралельні рейки.

4. Плавильний пристрій за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатково містить з'єднувальні засоби наконечника для з'єднання наконечника з засобами переміщення з утримуванням його за допомогою засобів переміщення в стороні від напрямного механізму.

5. Плавильний пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що з'єднувальні засоби наконечника дозволяють з'єднаному наконечнику опускатися з початкового нахиленого положення, у якому він паралельний напрямному механізму, у головним чином вертикальне положення, з якого він може підніматися мостовим краном або підйомником.

6. Плавильний пристрій за п. 4 або 5, який відрізняється тим, що засоби переміщення мають верхню та нижню каретки, розташовані одна над іншою вздовж напрямного механізму.

7. Плавильний пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що з'єднувальні засоби мають верхній з'єднувальний елемент для з'єднання верхньої каретки з верхнім кінцем наконечника та нижній з'єднувальний елемент для з'єднання нижньої каретки з частиною наконечника, розташованою на відстані внизу від верхнього кінця наконечника.

8. Плавильний пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що верхній з'єднувальний елемент виконаний з можливістю забезпечення шарнірного з'єднання між верхньою кареткою та верхнім кінцем наконечника, а нижній з'єднувальний елемент виконаний з можливістю приведення в дію для надання можливості наконечнику гойдатися вниз навколо шарнірного з'єднання у згадане вертикальне положення.

9. Плавильний пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що нижній з'єднувальний елемент містить підйомник, виконаний з можливістю приведення в дію для опускання утримуваного наконечника у вертикальне положення.

10. Плавильний пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що підйомник з'єднаний з підйомним канатом або ланцюгом для з'єднання з наконечником.

11. Плавильний пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що підйомний канат або ланцюг виконаний з можливістю з'єднання з наконечником або обмотування навколо нього як частини канатної опори.

12. Плавильний пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що посудина має несучу конструкцію наконечника у формі трубчастого сопла, а наконечник має на своєму верхньому кінці зовнішній патрубок, утримуваний в соплі та ковзний в ньому при початковому переміщенні вгору та назовні від наконечника для утримування несучої конструкції наконечника до з'єднання нижнього з'єднувального елемента з наконечником.

13. Плавильний пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатково має лінію подачі твердих речовин, з'єднану з наконечником зовні посудини.

14. Плавильний пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що лінія подачі твердих речовин містить головним чином пряму частину, що від'єднується, з'єднану з наконечником, яка проходить вгору та назовні від бічної стінки посудини під напрямним механізмом, а з'єднувальні засоби наконечника альтернативно виконані з можливістю приведення в дію для з'єднання такої частини лінії подачі з засобами переміщення для утримування такої частини на відстані від напрямного механізму з наданням можливості частині лінії подачі рухатися вгору по напрямному механізму і вийматися з пристрою на початковій процедурі перед вийманням наконечника.

15. Плавильний пристрій за п. 14, який відрізняється тим, що з'єднувальні засоби виконані з можливістю приведення в дію на початковому етапі для надання можливості частині лінії подачі опускатися у вертикальне положення, у яке вона може підніматися на мостовому крані або підйомнику.

16. Плавильний пристрій за будь-яким із пп. 1-15, який відрізняється тим, що додатково містить вежу доступу, яка охоплює посудину для розміщення та утримування принаймні одного згаданого підйомника з проходженням між першим кінцем, що знаходиться біля згаданої посудини, та другим кінцем, розташованим зверху та зовні від згаданої посудини, верхню частину посудини та верхню частину згаданої вежі доступу, яка проходить вертикально вгору над другим кінцем згаданого підйомника, і верхня частина згаданої вежі доступу сконфігурована для надання можливості принаймні одному кожуху для виймання наконечників проходити вертикально вгору над згаданим другим кінцем згаданого підйомника для виймання згаданого наконечника і/або лінії подачі твердих речовин за допомогою згаданого кожуха для виймання.

17. Плавильний пристрій за п. 16, який відрізняється тим, що принаймні ділянка верхньої частини вежі доступу над другим кінцем підйомника зміщена вбік від другого кінця підйомника, і у якому кожух для виймання має достатній простір, який розташовано в поперечному напрямі від верхньої частини вежі доступу для досягання принаймні другого кінця підйомників і вверх від другого кінця підйомників.

18. Плавильний пристрій за одним із пп. 16 або 17, який відрізняється тим, що додатково містить першу платформу та другу платформу, причому перша платформа розташована на вежі доступу біля згаданих сопел для розміщення згаданих наконечників, а принаймні друга платформа розташована вертикально зверху над першою платформою, і у якому підйомник розташований з проходженням крізь отвір або виїмку у другій платформі, завдяки чому другий кінець підйомника розташований вертикально над другою платформою.

19. Плавильний пристрій за п. 18, який відрізняється тим, що згаданий отвір або виїмка має форму для вміщення згаданого наконечника з утримуванням його згаданим підйомником по суті паралельно останньому та поблизу другого кінця підйомника у по суті вертикальному положенні.

20. Плавильний пристрій за будь-яким із пп. 18 або 19, який відрізняється тим, що друга платформа проходить в поперечному напрямі та вертикально донизу від периферії додаткової третьої платформи, а згадана третя платформа знаходиться безпосередньо над згаданою першою платформою і розташована на наперед визначеній мінімальній відстані над нею.

21. Спосіб виймання з металургійної посудини наконечника для введення твердих речовин, який у своєму робочому положенні проходить крізь бічну стінку посудини з нахилом вниз та всередину для подачі твердого матеріалу в посудину, у якому:

розміщують довгий напрямний механізм з проходженням його вгору та назовні від посудини,

встановлюють засоби переміщення на напрямний механізм з можливістю руху по ньому,

з'єднують наконечник з засобами переміщення з можливістю утримування на відстані від напрямного механізму, і

переміщують засоби переміщення вгору по напрямному механізму з можливістю виймання наконечника з посудини з одночасним утримуванням на відстані від напрямного механізму.

22. Спосіб за п. 21, який відрізняється тим, що напрямний механізм розташовують біля та паралельно наконечнику.

23. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що напрямний механізм розташовують над наконечником.

24. Спосіб за будь-яким з пп. 21-23, який відрізняється тим, що у ньому додатково опускають наконечник у головним чином вертикальне положення з одночасним утримуванням на відстані від напрямного механізму за допомогою з'єднання з засобами переміщення, з'єднують верхній кінець наконечника з мостовим краном або підйомником, від'єднують наконечник від засобів переміщення і піднімають його у вертикальне положення в сторону від посудини.

25. Спосіб виймання з металургійної посудини наконечника для введення твердих речовин та частини лінії подачі твердих речовин, виконану з можливістю окремого з'єднання з таким наконечником, який має робоче положення, у якому він проходить крізь бічну стінку посудини для подачі твердих матеріалів в нижню частину посудини з частиною лінії подачі, яка проходить вгору та назовні від посудини співвісно з наконечником, у якому:

розміщують довгий напрямний механізм з проходженням вгору та назовні від посудини над згаданою частиною лінії подачі,

встановлюють засоби переміщення на напрямний механізм з можливістю руху по ньому,

з'єднують частину лінію подачі з засобами переміщення з можливістю утримування на відстані від напрямного механізму,

опускають частину лінії подачі у вертикальне положення з одночасним утримуванням на відстані від напрямного механізму,

з'єднують частину лінії подачі з мостовим краном або підйомником;

від'єднують частину вказаної лінії від засобів переміщення і піднімають її в сторону від посудини на мостовому крані або підйомнику,

з'єднують наконечник з засобами переміщення,

переміщують засоби переміщення вгору по напрямному механізмі для виймання наконечника з посудини,

опускають наконечник у вертикальне положення з одночасним утримуванням його на відстані від напрямного механізму,

з'єднують наконечник з мостовим краном або підйомником, і

від'єднують наконечник від засобів переміщення та піднімають його вбік від посудини на мостовому крані або підйомнику.

26. Спосіб за п. 25, який відрізняється тим, що у ньому додатково переміщають засоби переміщення по напрямному механізму для переміщення частини лінії подачі вгору та назовні перед опусканням її у вертикальне положення.

Текст

1. Плавильний пристрій, який містить: металургійну посудину, принаймні один довгий наконечник для введення твердих речовин, який проходить крізь бічну стінку посудини з нахилом донизу та всередину для подачі твердого матеріалу в посудину, довгий напрямний механізм, який розташований з напрямом вгору та назовні від бічної стінки посудини, засоби переміщення, виконані з можливістю переміщення по напрямному механізму, та привідні засоби, виконані з можливістю переміщення засобів переміщення по напрямному механізму, при цьому засоби переміщення виконані з можливістю з'єднання з наконечником для надання йому можливості утримуватися на відстані від напрямного механізму і рухатися вгору та назовні за допомогою привідних засобів і, таким чином, вийматися з посудини. 2. Плавильний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що напрямний механізм розташований поблизу та паралельно наконечнику. 3. Плавильний пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що напрямний механізм розташований над наконечником і має паралельні рейки. 2 (19) 1 3 канатом або ланцюгом для з'єднання з наконечником. 11. Плавильний пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що підйомний канат або ланцюг виконаний з можливістю з'єднання з наконечником або обмотування навколо нього як частини канатної опори. 12. Плавильний пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що посудина має несучу конструкцію наконечника у формі трубчастого сопла, а наконечник має на своєму верхньому кінці зовнішній патрубок, утримуваний в соплі та ковзний в ньому при початковому переміщенні вгору та назовні від наконечника для утримування несучої конструкції наконечника до з'єднання нижнього з'єднувального елемента з наконечником. 13. Плавильний пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатково має лінію подачі твердих речовин, з'єднану з наконечником зовні посудини. 14. Плавильний пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що лінія подачі твердих речовин містить головним чином пряму частину, що від'єднується, з'єднану з наконечником, яка проходить вгору та назовні від бічної стінки посудини під напрямним механізмом, а з'єднувальні засоби наконечника альтернативно виконані з можливістю приведення в дію для з'єднання такої частини лінії подачі з засобами переміщення для утримування такої частини на відстані від напрямного механізму з наданням можливості частині лінії подачі рухатися вгору по напрямному механізму і вийматися з пристрою на початковій процедурі перед вийманням наконечника. 15. Плавильний пристрій за п. 14, який відрізняється тим, що з'єднувальні засоби виконані з можливістю приведення в дію на початковому етапі для надання можливості частині лінії подачі опускатися у вертикальне положення, у яке вона може підніматися на мостовому крані або підйомнику. 16. Плавильний пристрій за будь-яким із пп. 1-15, який відрізняється тим, що додатково містить вежу доступу, яка охоплює посудину для розміщення та утримування принаймні одного згаданого підйомника з проходженням між першим кінцем, що знаходиться біля згаданої посудини, та другим кінцем, розташованим зверху та зовні від згаданої посудини, верхню частину посудини та верхню частину згаданої вежі доступу, яка проходить вертикально вгору над другим кінцем згаданого підйомника, і верхня частина згаданої вежі доступу сконфігурована для надання можливості принаймні одному кожуху для виймання наконечників проходити вертикально вгору над згаданим другим кінцем згаданого підйомника для виймання згаданого наконечника і/або лінії подачі твердих речовин за допомогою згаданого кожуха для виймання. 17. Плавильний пристрій за п. 16, який відрізняється тим, що принаймні ділянка верхньої частини вежі доступу над другим кінцем підйомника зміщена вбік від другого кінця підйомника, і у якому кожух для виймання має достатній простір, який розташовано в поперечному напрямі від верхньої частини вежі доступу для досягання принаймні 87860 4 другого кінця підйомників і вверх від другого кінця підйомників. 18. Плавильний пристрій за одним із пп. 16 або 17, який відрізняється тим, що додатково містить першу платформу та другу платформу, причому перша платформа розташована на вежі доступу біля згаданих сопел для розміщення згаданих наконечників, а принаймні друга платформа розташована вертикально зверху над першою платформою, і у якому підйомник розташований з проходженням крізь отвір або виїмку у другій платформі, завдяки чому другий кінець підйомника розташований вертикально над другою платформою. 19. Плавильний пристрій за п. 18, який відрізняється тим, що згаданий отвір або виїмка має форму для вміщення згаданого наконечника з утримуванням його згаданим підйомником по суті паралельно останньому та поблизу другого кінця підйомника у по суті вертикальному положенні. 20. Плавильний пристрій за будь-яким із пп. 18 або 19, який відрізняється тим, що друга платформа проходить в поперечному напрямі та вертикально донизу від периферії додаткової третьої платформи, а згадана третя платформа знаходиться безпосередньо над згаданою першою платформою і розташована на наперед визначеній мінімальній відстані над нею. 21. Спосіб виймання з металургійної посудини наконечника для введення твердих речовин, який у своєму робочому положенні проходить крізь бічну стінку посудини з нахилом вниз та всередину для подачі твердого матеріалу в посудину, у якому: розміщують довгий напрямний механізм з проходженням його вгору та назовні від посудини, встановлюють засоби переміщення на напрямний механізм з можливістю руху по ньому, з'єднують наконечник з засобами переміщення з можливістю утримування на відстані від напрямного механізму, і переміщують засоби переміщення вгору по напрямному механізму з можливістю виймання наконечника з посудини з одночасним утримуванням на відстані від напрямного механізму. 22. Спосіб за п. 21, який відрізняється тим, що напрямний механізм розташовують біля та паралельно наконечнику. 23. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що напрямний механізм розташовують над наконечником. 24. Спосіб за будь-яким з пп. 21-23, який відрізняється тим, що у ньому додатково опускають наконечник у головним чином вертикальне положення з одночасним утримуванням на відстані від напрямного механізму за допомогою з'єднання з засобами переміщення, з'єднують верхній кінець наконечника з мостовим краном або підйомником, від'єднують наконечник від засобів переміщення і піднімають його у вертикальне положення в сторону від посудини. 25. Спосіб виймання з металургійної посудини наконечника для введення твердих речовин та частини лінії подачі твердих речовин, виконану з можливістю окремого з'єднання з таким наконеч 5 87860 6 ником, який має робоче положення, у якому він проходить крізь бічну стінку посудини для подачі твердих матеріалів в нижню частину посудини з частиною лінії подачі, яка проходить вгору та назовні від посудини співвісно з наконечником, у якому: розміщують довгий напрямний механізм з проходженням вгору та назовні від посудини над згаданою частиною лінії подачі, встановлюють засоби переміщення на напрямний механізм з можливістю руху по ньому, з'єднують частину лінію подачі з засобами переміщення з можливістю утримування на відстані від напрямного механізму, опускають частину лінії подачі у вертикальне положення з одночасним утримуванням на відстані від напрямного механізму, з'єднують частину лінії подачі з мостовим краном або підйомником; від'єднують частину вказаної лінії від засобів переміщення і піднімають її в сторону від посудини на мостовому крані або підйомнику, з'єднують наконечник з засобами переміщення, переміщують засоби переміщення вгору по напрямному механізмі для виймання наконечника з посудини, опускають наконечник у вертикальне положення з одночасним утримуванням його на відстані від напрямного механізму, з'єднують наконечник з мостовим краном або підйомником, і від'єднують наконечник від засобів переміщення та піднімають його вбік від посудини на мостовому крані або підйомнику. 26. Спосіб за п. 25, який відрізняється тим, що у ньому додатково переміщають засоби переміщення по напрямному механізму для переміщення частини лінії подачі вгору та назовні перед опусканням її у вертикальне положення. Представлений винахід відноситься до способів плавлення та до пристрою. Винахід має особливе, проте не виключне застосування до плавильного пристрою для прямого плавлення з одержанням рідкого металу у чистому вигляді або у вигляді сплаву з металовмісного завантажуваного матеріалу, такого як руди, частково відновлені руди та струмені металовмісних відходів. Відомий спосіб прямого плавлення, який покладається головним чином на шар рідкого металу як на реакційне середовище і головним чином називається способом Hlsmelt, описується в американському патенті № 6267799 та міжнародній публікації WO 96/31627 від імені заявника. У способі Hlsmelt, як він описаний у цих публікаціях: (a) формують ванну рідкого заліза та шлаку в посудині; (b) вводять у ванну: (i) металовмісний завантажуваний матеріал, типово оксиди металів; та (ii) твердий вуглецевий матеріал, типово вугілля, яке діє як відновлювач оксидів металів та як джерело енергії; і (c) плавлять металовмісний завантажуваний матеріал з одержанням металу в шарі металу. Термін "плавлення" означає тут термічну обробку, у якій протікають хімічні реакції, які відновлюють оксиди металів з одержанням рідкого металу. Спосіб Hlsmelt також включає допалювання хімічно активних газів, таких як CO та H2, що виділяються з ванни у простір над нею з кисневмісним газом і передачу теплоти, одержаної допалюванням, до ванни для підвищення теплової енергії, необхідної для плавлення металовмісних завантажуваних матеріалів. Спосіб Hlsmelt також включає формування перехідної зони над номінальною нерухомою поверхнею ванни, у якій знаходиться активна маса крапель, які злітають і після цього падають, або бризок або струменів рідкого металу, і/або шлаку, які забезпечують ефективне середовище для передачі до ванни теплової енергії, одержаної допалюванням над ванною хімічно активних газів. У способі Hlsmelt металовмісний завантажуваний матеріал та твердий вуглецевий матеріал вводяться в шар металу по ряду наконечників/фурм, які нахилені до вертикалі з проходженням донизу та всередину крізь бічну стінку плавильної посудини у її нижню частину для введення твердих матеріалів у шар металу на дні посудини. Для сприяння допалюванню хімічно активних газів у верхній частині посудини потік гарячого повітря, який може збагачуватися киснем, подається у верхню частину посудини крізь наконечник для подачі гарячого повітря, що проходить донизу. Відхідні гази, які одержуються з допалювання хімічно активних газів у посудині, відводяться з її верхньої частини по трубі для відхідних газів. Спосіб Hlsmelt ,дозволяє одержувати великі кількості рідкого метал прямим плавленням в єдиній компактній посудині. Ця посудина повинна функціонувати як посудина високого тиску, яка містить тверді речовини, рідини та гази при дуже високих температурах під час плавлення, яке може тривати протягом довгого періоду. Як описано в американському патенті №6322745 та міжнародній публікації WO 00/01854 від імені заявника, посудина може складатися зі стального кожуху з подом всередині, виготовленим з тугоплавкого матеріалу, який має основу та бічні сторони, які перебувають в контакті з принаймні рідким металом, та бічні стінки, які виступають догори із сторін поду, які знаходяться в контакті з шаром шлаку та верхнім простором, заповненим газом, при цьому принаймні частина цих бічних стінок складається з охолоджуваних водою панелей. Такі панелі можуть мати форму спареного змійовика з розташованим між ними утрамбованим або торкретованим тугоплавким матеріалом. 7 Металургійна посудина для здійснення способу Hlsmelt створює специфічні проблеми, які полягають в тому, що процес протікає безперервно, а посудина повинна закриватися як посудина високого тиску протягом довгих періодів часу, типово порядку року або більше, а потім повинна швидко міняти облицювання за короткий період часу, як описано в американському патенті № 6565798 від імені заявника. Перед можливим оновленням посудини необхідно вийняти усі наконечники для введення твердих речовин з посудини і перенести їх у безпечне місце. Більше того, окремі наконечники можуть потребувати видалення для ремонту і/або заміни між періодами основних оновлень посудини. В типовій комерційній плавильній установці наконечники можуть мати довжину, більшу 5 метрів, і бути довгими тонкими конструкціями, проте досить значної ваги, при цьому вони повинні адекватно утримуватися під час процесу виймання, доки не займуть вертикальне положення, у якому вони можуть звисати з мостового крану або підйомника. Головним чином тут будуть знаходитися також лінії для подачі твердого матеріалу до наконечників, які повинні першими видалятися перед можливим вийманням наконечників. Згідно з винаходом надається плавильний пристрій, який має: металургійну посудину; принаймні один довгий наконечник для введення твердих речовин, який проходить крізь бічну стінку посудини під кутом донизу та всередину для введення твердого матеріалу в посудину; довгий напрямний механізм, який проходить догори та зовні від бічної стінки посудини; засоби переміщення, які здатні рухатися по напрямному механізму; та привідні засоби, які здатні рухати засоби переміщення по напрямному механізму, при цьому засоби переміщення здатні з'єднуватися з наконечником для надання можливості утримування його на відстані від напрямного механізму та рухатися вгору зовні шляхом керування привідними засобами і таким чином виймати його з посудини. Напрямний механізм може встановлюватися поблизу та паралельно наконечнику. Він може, наприклад, встановлюватися над наконечником і може мати паралельні рейки. Пристрій може додатково мати з'єднувальні засоби наконечника для з'єднання його з засобами переміщення для утримування його за допомогою них на відстані від напрямного механізму. З'єднувальні засоби наконечника можуть дозволяти з'єднаному наконечнику опускатися з початкового нахиленого положення, у якому він паралельний напрямному механізму, у головним чином вертикальне положення, з якого він може підніматися за допомогою мостового крану або підйомника. Засоби переміщення можуть мати верхню та нижню каретки, розташовані одна над іншою вздовж напрямного механізму. З'єднувальні засоби можуть мати верхню з'єднувальну деталь для з'єднання верхньої каретки з верхнім кінцем наконечника та нижню з'єднувальну деталь для з'єднання нижньої каретки з части 87860 8 ною наконечника, розташованою на відстані внизу від верхнього кінця наконечника. Верхня з'єднувальна деталь може забезпечувати шарнірне з'єднання між верхньою кареткою та верхнім кінцем наконечника, а нижня з'єднувальна деталь може приводитися в дію для надання можливості гойдання наконечника вниз навколо шарнірного з'єднання у згадане вертикальне положення. Нижня з'єднувальна деталь може мати підйомник, здатний приводитися в дію для опускання утримуваного наконечника у вертикальне положення. Підйомник може приводитися в дію вручну. Він може, наприклад, бути важільним підйомником, який приводиться в дію вручну. Він може з'єднуватися з підйомним канатом або ланцюгом для з'єднання з наконечником. Підйомний канат або ланцюг може з'єднуватися з наконечником або обмотуватися навколо нього як частини канатної опори. Посудина може мати несучу конструкцію наконечника у формі трубчастого сопла, а наконечник може мати на своєму верхньому кінці зовнішній патрубок, який може утримуватися в соплі і ковзати в ньому при початковому зовнішньому переміщенні наконечника для утримування наконечника до моменту з'єднання з ним нижньої з'єднувальної деталі. Пристрій може додатково мати лінію подачі твердих речовин, з'єднану з наконечником зовні посудини. Лінія подачі твердих речовин може мати від'єднувану головним чином пряму частину, з'єднану з наконечником з проходженням вгору зовні від бічної стінки посудини під напрямним механізмом, а з'єднувальні засоби наконечника можуть альтернативно керуватися для з'єднання такої частини лінії з засобами переміщення для утримування такої частини на відстані від напрямного механізму, завдяки чому дозволяється переміщення частини живлячої лінії вгору вздовж напрямного механізму та виймання з пристрою на початковій процедурі перед вийманням наконечника. З'єднувальні засоби можуть функціонувати на початковій процедурі для надання можливості частині живлячої лінії опускатися у вертикальне положення, у яке вона може підніматися на мостовому крані або підйомнику. Винахід також поширюється на спосіб виймання з металургійної посудини наконечника для введення твердих речовин, який у своєму робочому положенні проходить крізь бічну стінку посудини вниз та всередину під кутом для подачі твердого матеріалу в посудину, у якому: розміщують довгий напрямний механізм з проходженням його вгору та зовні посудини; встановлюють засоби переміщення на напрямному механізмі з можливістю руху вздовж нього; з'єднують наконечник з засобами переміщення для утримування його на відстані від напрямного механізму; та переміщають засоби переміщення вгору вздовж напрямного механізму для виймання наконечника з посудини з одночасним утримуванням на відстані від напрямного механізму. 9 Напрямний механізм може розміщуватися поблизу та паралельно наконечнику. Він може, наприклад, розміщуватися над наконечником. Спосіб може додатково включати етап опускання наконечника у головним чином вертикальне положення з одночасним утримуванням на відстані від напрямного механізму за допомогою з'єднання з засобами переміщення, з'єднання верхнього кінця наконечника з мостовим краном або підйомником, від'єднання наконечника від засобів переміщення та піднімання наконечника у вертикальне положення в напрямі від посудини. Винахід додатково поширюється на спосіб виймання з металургійної посудини наконечника для введення твердих речовин та частини лінії подачі твердих речовин, здатну окремо кріпитися до такого наконечника, яка має робоче положення, у якому вона проходить крізь бічну стінку посудини для подачі твердого матеріалу в її нижню частину, причому її частина проходить вгору назовні з посудини співвісно з наконечником, у якому: розміщують довгий напрямний механізм з проходженням його вгору та зовні від посудини над згаданою частиною живлячої лінії; встановлюють засоби переміщення на напрямний механізм для надання можливості руху по ньому; з'єднують частину живлячої лінії з засобами переміщення з утримуванням їх на відстані від напрямного механізму; опускають частину живлячої лінії у вертикальне положення з одночасним утримуванням на відстані від напрямного механізму; з'єднують частину живлячої лінії з мостовим краном або підйомником; від'єднують частину лінії від засобів переміщення та піднімають її в напрямі від посудини на мостовому крані або підйомнику; з'єднують наконечник з засобами переміщення; переміщають засоби переміщення вгору по напрямному механізму для виймання наконечника з посудини; опускають наконечник у вертикальне положення з одночасним утримуванням його на відстані від напрямного механізму; з'єднують наконечник з мостовим краном або підйомником; та від'єднують наконечник від засобів переміщення та піднімають його в напрямі від посудини на мостовому крані або підйомнику. Спосіб може додатково включати етап переміщення засобів переміщення по напрямному механізму для переміщення частини живлячої лінії вгору та назовні перед опусканням її у вертикальне положення. Для більш повного пояснення винаходу деякі спеціальні варіанти виконання будуть описуватися з посиланням на супровідні креслення, на яких: Фігура 1 зображає вертикальний переріз посудини для прямого плавлення; Фігура 2 зображає вид зверху посудини; Фігура 3 ілюструє наконечник для введення твердих речовин, встановлений в посудині разом з лінією подачі твердих речовин, та пристрій для 87860 10 виймання наконечників; Фігура 3А зображає збільшений вид частини пристрою для виймання наконечників; Фігури 4-14 зображають спосіб, у який можуть вийматися наконечник та компоненти живлячої лінії з використанням пристрою для виймання з Фігури 3; та Фігури 15-17 ілюструють модифікацію пристрою та процедуру, зображену Фігурами 3-16; Фігура 18 зображає вид перспективи вежі доступу, яка оточує посудину; Фігура 19 зображає вид перспективи з рівня нижніх платформ для виймання; Фігура 20 зображає вид перспективи збоку верхньої платформи для виймання; і Фігура 21 зображає вид перспективи знизу верхньої платформи для виймання. Креслення зображають пристрій для прямого плавлення, придатний для виконання способу Hlsmelt, як це описано в американському патенті № 6267799 та міжнародній публікації WO 96/31627. Пристрій має металургійну посудину, позначену головним чином цифрою 11, під 12, який має основу 13 та бічні сторони 14, виконані з вогнетривкої цегли, підігрівальну камеру 15 для безперервного відвантаження рідкого металу та випускний отвір 16 для відвантаження рідкого шлаку. Основа посудини кріпиться до нижнього кінця зовнішнього кожуха 17 посудини, виготовленої із сталі, яка містить основну циліндричну бочкоподібну частину 18, склепіння 19, яке звужується догори та всередину, та верхню циліндричну частину 21, і верхню частину 22, які утворюють камеру 26 для відхідних газів. Верхня циліндрична частина 21 має випускний канал 23 великого діаметру для відхідних газів, а верхня частина 22 має отвір 24, у який вставляється наконечник для введення газу, який проходить донизу та слугує для подачі потоку гарячого повітря у верхню частину посудини. Наконечник 20 для введення гарячого газу охолоджується зсередини водою, маючи внутрішні та зовнішні кільцеві проходи для протікання охолоджувального агенту для внутрішнього та зовнішнього протікання охолоджувальної води. Більш точно, цей наконечник може мати загальну конструкцію, описану в американському патенті № 6440356. Основна циліндрична частина 18 оболонки має вісім розташованих по периметру трубчастих кріпильних елементів або сопел 25, крізь які проходять наконечники 31 для введення залізної руди, вуглецевого матеріалу та флюсів у нижню частину посудини. Наконечники для введення твердих речовин також всередині охолоджуються водою, маючи внутрішні та зовнішні кільцеві проходи для потоку охолоджувального агенту для внутрішніх та зворотних потоків охолоджувальної води. Більш точно, наконечники для введення твердих речовин можуть мати загальну конструкцію, описану в американському патенті № 6398842. При використанні посудина містить ванну рідкого заліза та шлаку, а її верхня частина повинна містити гарячі гази під тиском і при надзвичайно високих температурах порядку 1200°С. Тому, по 11 судина потребує поводження як з посудиною високого тиску протягом довгих періодів часу і вона повинна мати міцну конструкцію та бути повністю герметичною. У типовій установці основна бочкоподібна частина 18 може мати порядку 10 метрів в діаметрі, а верхня циліндрична частина 21 може мати порядку 5,5 метрів в діаметрі. Як зображено на Фігурі 2, посудина 11 оснащена вісьмома наконечниками 31 для введення твердих речовин, розташованими рівновіддалено по периметру посудини. Чотири з цих наконечників можуть вводити попередньо нагріту руду у нижню частину посудини, а проміжні чотири наконечники можуть вводити вугілля. Кожен наконечник 31 з'єднується з відповідною лінією подачі гарячої руди або вугілля і передбачається спеціальний пристрій для виймання наконечників для кожного з них. Фігура 3 зображає лінію 32 подачі гарячої руди (частина якої представлена схематично) та пристрій 33 для виймання наконечників для одного з наконечників 31. Подібні живлячі лінії та пристрій для виймання можуть передбачатися для кожного з інших наконечників. Як видно на Фігурі 3, наконечник 31 встановлюється в один з трубчастих кріпильних засобів 25 в посудині. Він має на своєму верхньому кінці більший за розмірами циліндричний патрубок 30, який ковзним чином прилаштовується в несучому соплі 25 і кріпиться болтами на фланці 64 до верхнього кінця сопла 25. Верхній кінець наконечника кріпиться болтами на фланці 34 до нижнього кінця прямої частини 35 живлячої лінії 32. Верхній кінець частини 35 живлячої лінії з'єднується коліном 36 (зображене схематично) з вертикальною прямою частиною 37 (зображена схематично) живлячої лінії 32. Під час плавлення гаряча залізна руда подається вгору, типово пневматичним способом, за допомогою вертикальної частини 37 живлячої лінії 32 до верхньої частини коліна 36. Потім руда проходить назад донизу крізь нахилену пряму частину 35 живлячої лінії 32 у наконечник 31 для введення. Пристрій 33 для виймання наконечників має несучу конструкцію 41 довгого напрямного механізму, яка утримує дворейковий напрямний механізм 40, який простягається вздовж несучої конструкції 41 з можливістю нахилу догори та назовні від посудини 11. Більш точно, напрямний механізм 40 розташований паралельно над прямою частиною 35 живлячої лінії в напрямку нахилу наконечника 31. Верхня каретка у формі вагонетки 42, оснащеної колесами 43, та нижня каретка у формі вагонетки 44, оснащеної колесами 45, встановлені на напрямному механізмі 40 з можливістю переміщення вздовж нього. Верхня вагонетка 42 з'єднана ланцюгом 46 з підйомником 47, який піднімає або опускає її по напрямному механізмі. Нижня вагонетка 44 з'єднана з верхньою вагонеткою з'єднувальним ланцюгом 48 так, що вона може підніматися та опускатися по напрямному механізму разом з верхньою вагонеткою. Верхня вагонетка має шарнірний важіль 51 з отвором 52 для забезпечення шарнірного з'єднання при видаленні у нижчеописаний спосіб рудної лінії та наконечника. 87860 12 Нижня вагонетка має виступаюче донизу вухо 53 для з'єднання з лінією та з'єднувальною деталлю наконечника, що також буде описано. Для виймання наконечника 31 з посудини 11 необхідно спершу вийняти нахилену пряму частину 35 живлячої лінії 32 (разом з верхніми частинами рудної лінії 32, зображеної схематично). Пристрій 33 для виймання наконечників може використовуватися для виймання прямої частини 35 лінії, а також для виймання наконечників за послідовність етапів, які будуть описані з посиланням на Фігури 3-16. Фігура 3 1. Видаляють вухо 53, у якому знаходиться верхній кінець лінії подачі гарячої руди. 2. Важільний підйомник 54 та ланцюговий канат 55 з'єднані між несучою конструкцією 41 напрямного механізму та прямою частиною 35 лінії подачі гарячої руди для стабілізації такої похилої частини лінії подачі гарячої руди. 3. Верхні частини живлячої лінії 32 (зображена схематично) видаляються мостовим краном. Фігура 4 4. Вантажопідйомну скобу 38 встановлюють за допомогою мостового крану або вагонетки досить близько до верхньої вагонетки 42 і шарнірно кріплять до виступаючого донизу важеля 51 на верхній вагонетці 42. 5. Верхню вагонетку 42 опускають донизу по напрямному механізму на малу відстань, а вантажопідйомну скобу кріплять до верхнього кінця похилої прямої частини 35 лінії 32 подачі руди. 6. Нижню вагонетку 44 з'єднують двома важільним підйомниками 61 з нижньою ділянкою похилої частини 35 лінії. 7. Важільний підйомник 54 вище частини 35 лінії від'єднується, а шарнірний важіль 51 за допомогою вантажопідйомної скоби 38 утримує верхню частину похилої прямої частини 35. 8. Похилу частину 35 лінії 32 подачі руди від'єднують від верхнього кінця наконечника 31 відгвинчуванням болтів на фланці 34. Фігура 5 9. Верхня та нижня вагонетки 42, 44 штовхаються до верхньої частини напрямного механізму за допомогою підйомника 47. 10. Частину 35 лінії подачі гарячої руди опускають у майже пряме вертикальне положення шляхом опускання важільних підйомників 61 для надання можливості частині лінії гойдатися навколо шарнірного з'єднання між вантажопідйомною скобою 38 та шарнірним важелем 51 на верхній вагонетці 42. Фігура 6 11. Важільні підйомники 61 від'єднують від лінії подачі гарячої руди. 12. Частину 35 лінії піднімають на основному крані або підйомнику до приймання шарнірним важелем 51 горизонтального положення та до вертикального звисання частини лінії подачі гарячої руди під основним краном. Фігура 7 13. Шарнірне з'єднання верхньої вагонетки від'єднують від вантажопідйомної скоби, а частину 35 лінії піднімають вертикально в сторону у відда 13 лене положення. Фігура 8 14. Скобу 62 для піднімання наконечників встановлюють на основному крані і з'єднують з шарнірним важелем 51 верхньої вагонетки. Фігура 9 15. Нижню та верхню вагонетки опускають доки нижня вагонетка не досягне нижнього кінця напрямного механізму 41 біля сопла 25. 16. Верхню вагонетку 42 опускають у нижню частину напрямного механізму поблизу нижньої вагонетки для надання можливості скобі 62 для підйому наконечників з'єднатися з фланцем 34 на верхньому кінці наконечника. 18. Наконечник відгвинчують на фланці 64 від кріпильного засобу 25 і вивільняють використанням величини тиску текучої субстанції. Фігура 10 19. Верхню вагонетку тягнуть вгору по напрямному механізмі за допомогою підйомника 47. 20. Нижню вагонетку з'єднують з нижньою частиною патрубка 30 наконечника за допомогою двох важільних підйомників 61. Під час початкового руху вгору та часткового виймання наконечника патрубок 30 ковзає в несуче сопло 25 для утримування наконечника до з'єднання нижніх підйомників з утримуванням наконечника на відстані від кареток. Місце з'єднання для підйомника 61 знаходиться в середині патрубка 30 так, що нижня каретка може утримувати наконечник до того моменту, коли патрубок 30 не вийде із зачеплення з соплом 25. Нижній кінець патрубка 30 нахилений під кутом для займання головним чином вертикального положення на по суті однаковому рівні з внутрішньою поверхнею посудини, коли наконечник встановлюють в посудині. Ця вертикальна частина утворює подовжену нижню частину патрубка, яка покращує ступінь зачеплення патрубка з соплом, коли той виймають з посудини за допомогою сопла. Фігура 11 26. Дві вагонетки піднімають до верхнього кінця напрямного механізму за допомогою підйомника 47. Завдяки цьому розміщують наконечник біля верхнього кінця напрямного механізму, верх якого знаходиться в стороні від зовнішньої периферії сопла 25. Фігура 12 27. Наконечник 31 опускають навколо шарнірного з'єднання важеля 51 поступовим вивільненням двох важільних підйомників 61 доки наконечник не займе майже вертикальне положення, а основний кран повторно з'єднують зі скобою 62 для піднімання наконечників. Фігура 13 28. Два важільні підйомники 61 вивільняються та відводяться. Основний кран піднімає наконечник доки шарнірне з'єднання 51 на верхній каретці не займе горизонтальне положення, а наконечник не звисатиме вертикально під краном. Фігура 14 29. Скобу 62 для піднімання наконечників від'єднують від шарнірного важеля 51, а потім наконечник піднімають вертикально в сторону і відводять у віддалене місце. 87860 14 Слід зазначити, що наконечник, частини живлячої лінії та коліно можуть встановлюватися або повторно встановлюватися зворотною послідовністю етапів, при цьому підйомники 61 відхиляють наконечник або частину лінії догори у його похиле положення з одночасним утримуванням на відстані від напрямного механізму за допомогою з'єднань з верхньою та нижньою вагонетками. Кожен з наконечників 31 та частин лінії подачі гарячої руди або вугілля може вийматися відповідним пристроєм для виймання за послідовність операцій, як описано вище, та встановлюватися або повторно встановлюватися зворотною послідовністю операцій. В залежності від положення оточуючого допоміжного обладнання може бути неможливим в усіх випадках опускати кожен наконечник та частину живлячої лінії у повністю вертикальне положення перед підніманням його на основному крані. Фігури 15 -17 зображають модифікацію, у якій наконечник 31 опускають в зачеплення з напрямним засобом 63, який зачіплюється з нижнім кінцем наконечника для утримування його у вертикальному положенні, проте трохи нахиленим, напрямний засіб, який потім спрямовує та утримує нижній кінець наконечника для поступового переведення його у вертикальне положення, коли його тягнуть вгору на крані доки він не покине оточуючу конструкцію і може підніматися вертикально в сторону. Може бути необхідним вносити такі зміни для деяких з наконечників навколо посудини в залежності від доступності та близькості оточуючого обладнання. За обставин, де плавильна посудина головним чином не має оточуючих перешкод, може бути можливим встановлювати єдину несучу конструкцію для напрямного пристрою для руху навколо посудини, наприклад підвішуванням з верхньої круглої рейки з наданням можливості послідовно використовувати один пристрій для виймання у різних місцях біля посудини для обслуговування декількох або усіх наконечників. Фігури 18-21 зображають вежу 100 доступу, яка оточує посудину 11. Вежа 100 доступу розміщує та утримує допоміжне обладнання, яке обслуговує посудину 11, таке як платформи, що надають персоналу доступ до посудини 11, охолоджувальні труби для системи охолодження посудини та підйомники для встановлення і виймання наконечників, та система подачі сировини. Для кожного наконечника 31 передбачено пару платформ 103, 104. Як найкраще видно на Фігурі 19, перша платформа 103 розташована на вежі на рівні поблизу сопел 25, за допомогою яких вставляють наконечники в посудині. Друга платформа 104 розташована над першою платформою 103. Перший кінець підйомника розташований поблизу посудини над соплами, які приймають та розміщують наконечники 31 в посудині. Як зображено на Фігурі 20, другий кінець підйомника 47 розташований зверху та зовні посудини над другою платформою 104 на робочій висоті, придатній для доступу персоналу до цього другого кінця. Це може потребувати розміщення частини підйомника у виїмці або альтернативно в отворі 105 другої платформи 104. 15 Друга платформа 104 типово частково розташована в стороні вище посудини та вежі доступу. Типово, верхня частина посудини та верхня частина вежі доступу 101 простягається над рівнем другої платформи. Верхня частина вежі доступу може відсовуватися від другої платформи так, що по суті створюється вільний простір по вертикалі над площею другої платформи 104, який простягається назовні за периферію, утворену верхньою частиною 101, для формування кожуха для видалення. Цей вільний вертикальний простір повинен надавати можливість по суті безперешкодного доступу крану до других кінців підйомників та виїмок (або отворів) у другій платформі 104, крізь які проходять підйомники та наконечники. Вертикальний простір може називатися кожухом для видалення. Під час роботи лінія подачі сировини може проходити вертикально крізь отвір 107 у першій платформі 103 та крізь отвір 105 у другій платформі 104, а потім проходити паралельно підйомнику вниз та всередину до сопел 25, які утримують наконечники в посудині. При вийманні наконечників 31 та відповідних ліній подачі сировини з посудини наконечники виймаються по рейкам, як перед цим було описано з посиланням на Фігури 3-17. Верхня частина наконечника буде проходити крізь виїмку (або отвір) 105 в другій платформі 104, у якій або біля якої утримується підйомник. З'єднання від мостового крану або підйомника проходить крізь кожух для видалення, який простягається над другою платформою і кріпиться до вантажопідйомної скоби 62, прикріпленої на задньому кінці наконечника, як описано перед цим з посиланням на Фігури 8 та 9. Наконечник повертається навколо шарнірного важеля 51 у вертикальне положення. Виїмка (або отвір) 105 у другій платформі 104 має адекватну форму для надання можливості наконечнику рухатися між положенням, де він проходить крізь виїмку/отвір паралельно підйомнику, та положенням, де він звисає вертикально з сусіднього другого кінця підйомника і готовий до піднімання в сторону від другої платформи 104 за допомогою мостового крану або підйомника. Другий кінець підйомника 47 розташований на 87860 16 достатній висоті над першою платформою для нахилення наконечника 31 з вивільненням першої платформи і сопла 25, коли він рухається між своїм вертикальним положенням та його положенням, паралельного підйомнику. Верхній кінець наконечника переважно розташований над першою платформою, коливін звисає з шарнірного важеля 51 у своєму вертикальному положенні. Це надає персоналу можливість доступу та перевірки наконечника з першої та другої платформи. В залежності від довжини наконечника може бути недостатній кліренс між першою та другою платформою для досягання другою платформою дна вежі доступу. У цьому прикладі друга платформа переважно простягається назовні від першої периферії вежі доступу і зміщена вертикально донизу від третьої платформи, розміщеної у нижній частині. Третя платформа, розташована на наперед визначеній висоті над першою платформою, забезпечує достатній основний кліренс для персоналу на першій платформі. Відповідно, посудина та вежа доступу надає плавильний пристрій, який утримує пристрій для встановлення наконечників для встановлення наконечників у нижню частину посудини, при цьому вежа доступу має один або більшу кількість кожухів для встановлення наконечників, які проходять вертикально над згаданим пристроєм для встановлення. Додатково, пристрій для встановлення наконечників може виступати збоку з посудини за зовнішній периметр верхньої частини вежі та кожух для видалення, розташований біля зовнішньої периферії верхньої частини вежі. Додатково, пристрій для встановлення наконечників проходить вгору та назовні від першого кінця, що знаходиться біля посудини, до другого кінця, зміщеного вбік назовні від зовнішньої периферії верхньої частини вежі. Можуть потребуватися інші зміни і слід розуміти, що зображений пристрій був представлений у вигляді тільки прикладу, і що можуть вноситися різні зміни без виходу за рамки доданої формули винаходу. 17 87860 18 19 87860 20 21 87860 22 23 87860 24 25 87860 26 27 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 87860 Підписне 28 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Smelting apparatus and method of extracting from a metallurgical vessel a solids injection lance

Автори англійською

Hayton Mark

Назва патенту російською

Плавильное устройство и способ выемки из металлургического сосуда наконечника для введения твердых веществ

Автори російською

Хейтон Марк

МПК / Мітки

МПК: C21C 5/56, F27D 3/00, C21B 11/00, C21C 5/30, F27B 1/16, C21B 13/00

Мітки: спосіб, металургійної, речовин, плавильній, пристрій, введення, посудини, твердих, наконечника, виймання

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/14-87860-plavilnijj-pristrijj-ta-sposib-vijjmannya-z-metalurgijjno-posudini-nakonechnika-dlya-vvedennya-tverdikh-rechovin.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Плавильний пристрій та спосіб виймання з металургійної посудини наконечника для введення твердих речовин</a>

Подібні патенти