Плавильний пристрій та спосіб експлуатації установки прямого плавлення
Формула / Реферат
1. Плавильний пристрій містить плавильну посудину (11), яка містить оболонку, що охоплює внутрішній простір посудини (11), та наконечник (27) для введення твердих сипких матеріалів, який проходить крізь отвір в оболонці посудини (11) у її внутрішній простір, причому наконечник (27) для введення твердих сипких матеріалів містить центральну внутрішню трубу (31), виконану з можливістю їх подачі у посудину (11), та кільцевий охолоджувальний кожух (32), який оточує центральну внутрішню трубу (31) по значній частині її довжини та містить внутрішні проходи (46, 47) для протікання охолоджувальної води, у якому наконечник (27) для введення твердих сипких матеріалів додатково містить трубчасту кріпильну манжету (60), яка охоплює кільцевий охолоджувальний кожух (32) на деякій відстані від переднього кінця наконечника (27) з утворенням у цьому місці ділянки наконечника (27) з більшим поперечним перерізом порівняно з частиною наконечника, яка виступає вперед з нього, при цьому оболонка посудини (11) містить трубчастий монтажний кронштейн (62), який виступає назовні з посудини з отвору, а трубчаста кріпильна манжета (60) наконечника (27) вставлена в трубчастий монтажний кронштейн (62) і проходить всередину або крізь отвір в оболонці посудини (11).
2. Плавильний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що оболонка посудини (11) всередині обкладена вогнетривким матеріалом, який утворює внутрішню поверхню посудини (11), а передній кінець трубчастої кріпильної манжети (60) наконечника (27) проходить крізь отвір оболонки таким чином, що знаходиться на одному рівні з вогнетривким облицюванням внутрішньої поверхні посудини (11).
3. Плавильний пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що внутрішня поверхня посудини (11) є поверхнею вогнетривкої панелі з водяним охолодженням, прикріпленої до стінки посудини (11).
4. Плавильний пристрій за п. 2 або 3, який відрізняється тим, що трубчастий монтажний кронштейн (62) для наконечника (27) проходить назовні та вгору від вертикальної частини стінки посудини (11), а передній кінець трубчастої кріпильної манжети (60) наконечника (27) нахилений під кутом до центральної поздовжньої осі наконечника (27) із займанням вертикального положення на одному рівні з внутрішньою поверхнею посудини (11).
5. Плавильний пристрій за будь-яким із пп. 2-4, який відрізняється тим, що передній кінець трубчастої кріпильної манжети (60) наконечника (27) закритий вогнетривким матеріалом.
6. Плавильний пристрій за п. 5, який відрізняється тим, що вогнетривкий матеріал є одержаним попередньою обробкою кільцем, прикріпленим до переднього кінця трубчастої кріпильної манжети (60) наконечника (27).
7. Плавильний пристрій за будь-яким із пп. 1-6, який відрізняється тим, що додатково містить рознімні кріпильні засоби для кріплення наконечника (27) до трубчастого манжетного кронштейна (62).
8. Плавильний пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що рознімні кріпильні засоби передбачені для кріплення наконечника (27) до трубчастого монтажного кронштейна (62) так, що передній кінець трубчастої кріпильної манжети (60) наконечника (27) проходить крізь отвір в оболонці.
9. Плавильний пристрій за п. 7 або 8, який відрізняється тим, що рознімні кріпильні засоби є такими, що при їх роз'єднанні наконечник (27) може просуватися всередину посудини (11) на певну відстань ковзанням його трубчастої кріпильної манжети (60) в трубчастому монтажному кронштейні (62).
10. Плавильний пристрій за одним із пп. 7-9, який відрізняється тим, що зовнішній кінець трубчастого монтажного кронштейна (62) містить радіально виступаючий назовні кріпильний фланець (63), а трубчаста кріпильна манжета (60) наконечника (27) містить радіально виступаючий назовні фланець (65), а рознімні кріпильні засоби включають затискні болти (66), передбачені для затискання між собою фланців на трубчастому монтажному кронштейні (62) та трубчастій кріпильній манжеті (60) наконечника (27).
11. Плавильний пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що рознімні кріпильні засоби додатково включають прокладку (67), виконану з можливістю встановлення між фланцями з утримуванням їх окремо один від одного при затягуванні болтів (66), проте здатну видалятися при послабленні їх з забезпеченням проходу наконечника (27) всередину посудини (11) на початкову відстань між фланцями шляхом ковзання його трубчастої кріпильної манжети (60) в трубчастому монтажному кронштейні (62) для кріплення наконечника (27).
12. Плавильний пристрій за будь-яким із пп. 1-11, який відрізняється тим, що зовнішній діаметр трубчастої кріпильної манжети (60) принаймні в півтора рази більший за діаметр кільцевого охолоджувального кожуха (32) наконечника (27).
13. Плавильний пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що зовнішній діаметр трубчастої кріпильної манжети (60) вдвічі більший за діаметр охолоджувального кожуха (32).
14. Спосіб експлуатації установки прямого плавлення, яка містить металургійну посудину (11) та один або більшу кількість наконечників (27) для введення твердих сипких матеріалів в посудину (11), у якому встановлюють кожен наконечник (27) з проходженням в посудину (11) крізь отвір, більший за розміром за поперечний переріз такої частини наконечника (27) в посудині (11), за допомогою кріплення наконечника (27), розмір якого відповідає розміру отвору, здійснюють плавлення в посудині (11) так, що шлак прилипає до наконечника (27) та до внутрішньої стінки посудини (27), і в кінці плавлення поетапно виймають наконечник (27), включаючи проштовхування наконечника (27) його кріпленням всередину посудини (11) для руйнування наростів шлаку поблизу отвору та виймання наконечника (27) крізь отвір.
15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що посудина (11) містить стінку з внутрішньою поверхнею, а отвір виконаний в стінці посудини (11) і має розмір, який відповідає розміру кріплення наконечника (27), і принаймні один наконечник (27) містить передній кінець з меншим поперечним перерізом по відношенню до кріплення наконечника (27), і у якому, при встановленні наконечника (27) в посудині (11), просувають передню частину наконечника (27) крізь отвір так, що принаймні частина його переднього кінця проходить в посудину (11) за внутрішню поверхню її стінки, та розміщують і вирівнюють кріплення по осі в отворі.
16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що вказаний кріпильний передній кінець нахиляють під наперед визначеним кутом до центральної поздовжньої осі наконечника (27), і у якому при кріпленні наконечника (27) в посудині (11) додатково просувають наконечник (27) крізь отвір так, що він проходить всередину та вниз у посудину (11), та вирівнюють наконечник (27) в отворі по осі так, що кріпильний передній кінець паралельний або по суті знаходиться на одному рівні з внутрішньою поверхнею стінки посудини (11).
17. Спосіб за одним із пп. 14-16, який відрізняється тим, що під час плавлення трубчасту кріпильну манжету (60) наконечника (27) утримують в трубчастому монтажному кронштейні (62), який виступає назовні з посудини (11) з отвору.
18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що трубчасту кріпильну манжету (60) наконечника (27) під час плавлення кріплять до трубчастого монтажного кронштейна (62) рознімними кріпильними засобами, а рознімні кріпильні засоби роз'єднують в кінці плавлення для надання можливості просування наконечника (27) всередину посудини (11) шляхом ковзання його трубчастої кріпильної манжети (60) в трубчастому монтажному кронштейні (62).
19. Спосіб за п. 17 або 18, який відрізняється тим, що при роз'єднанні рознімних кріпильних засобів виймають прокладку (67), розміщену між торцевою частиною трубчастої кріпильної манжети (60) та торцевою частиною трубчастого монтажного кронштейна (62), і проштовхують наконечник (27) всередину посудини (11) у трубчастому монтажному кронштейні (62) на відстань, яка відповідає по суті товщині прокладки (67).
20. Спосіб за будь-яким із пп. 14-19, який відрізняється тим, що наконечник (27) просувають всередину шляхом застосування портативного гідравлічного пристрою, установленого між трубчастою кріпильною манжетою (60) наконечника (27) та трубчастим монтажним кронштейном (62).
Текст
1. Плавильний пристрій містить плавильну посудину (11), яка містить оболонку, що охоплює внутрішній простір посудини (11), та наконечник (27) для введення твердих сипких матеріалів, який проходить крізь отвір в оболонці посудини (11) у її внутрішній простір, причому наконечник (27) для введення твердих сипких матеріалів містить центральну внутрішню трубу (31), виконану з можливістю їх подачі у посудину (11), та кільцевий охолоджувальний кожух (32), який оточує центральну внутрішню трубу (31) по значній частині її довжини та містить внутрішні проходи (46, 47) для протікання охолоджувальної води, у якому наконечник (27) для введення твердих сипких матеріалів додатково містить трубчасту кріпильну манжету (60), яка охоплює кільцевий охолоджувальний кожух (32) на деякій відстані від переднього кінця наконечника (27) з утворенням у цьому місці ділянки наконечника (27) з більшим поперечним перерізом порівняно з частиною наконечника, яка виступає вперед з нього, при цьому оболонка посудини (11) містить трубчастий монтажний кронштейн (62), який виступає назовні з посудини 2 (19) 1 3 90482 4 нець трубчастої кріпильної манжети (60) наконечника (27) проходить крізь отвір в оболонці. 9. Плавильний пристрій за п. 7 або 8, який відрізняється тим, що рознімні кріпильні засоби є такими, що при їх роз'єднанні наконечник (27) може просуватися всередину посудини (11) на певну відстань ковзанням його трубчастої кріпильної манжети (60) в трубчастому монтажному кронштейні (62). 10. Плавильний пристрій за одним із пп. 7-9, який відрізняється тим, що зовнішній кінець трубчастого монтажного кронштейна (62) містить радіально виступаючий назовні кріпильний фланець (63), а трубчаста кріпильна манжета (60) наконечника (27) містить радіально виступаючий назовні фланець (65), а рознімні кріпильні засоби включають затискні болти (66), передбачені для затискання між собою фланців на трубчастому монтажному кронштейні (62) та трубчастій кріпильній манжеті (60) наконечника (27). 11. Плавильний пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що рознімні кріпильні засоби додатково включають прокладку (67), виконану з можливістю встановлення між фланцями з утримуванням їх окремо один від одного при затягуванні болтів (66), проте здатну видалятися при послабленні їх з забезпеченням проходу наконечника (27) всередину посудини (11) на початкову відстань між фланцями шляхом ковзання його трубчастої кріпильної манжети (60) в трубчастому монтажному кронштейні (62) для кріплення наконечника (27). 12. Плавильний пристрій за будь-яким із пп. 1-11, який відрізняється тим, що зовнішній діаметр трубчастої кріпильної манжети (60) принаймні в півтора рази більший за діаметр кільцевого охолоджувального кожуха (32) наконечника (27). 13. Плавильний пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що зовнішній діаметр трубчастої кріпильної манжети (60) вдвічі більший за діаметр охолоджувального кожуха (32). 14. Спосіб експлуатації установки прямого плавлення, яка містить металургійну посудину (11) та один або більшу кількість наконечників (27) для введення твердих сипких матеріалів в посудину (11), у якому встановлюють кожен наконечник (27) з проходженням в посудину (11) крізь отвір, більший за розміром за поперечний переріз такої частини наконечника (27) в посудині (11), за допомогою кріплення наконечника (27), розмір якого відповідає розміру отвору, здійснюють плавлення в посудині (11) так, що шлак прилипає до наконечника (27) та до внутрішньої стінки посудини (27), і в кінці плавлення поетапно виймають наконечник (27), включаючи проштовхування наконечника (27) його кріпленням всередину посудини (11) для руй нування наростів шлаку поблизу отвору та виймання наконечника (27) крізь отвір. 15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що посудина (11) містить стінку з внутрішньою поверхнею, а отвір виконаний в стінці посудини (11) і має розмір, який відповідає розміру кріплення наконечника (27), і принаймні один наконечник (27) містить передній кінець з меншим поперечним перерізом по відношенню до кріплення наконечника (27), і у якому, при встановленні наконечника (27) в посудині (11), просувають передню частину наконечника (27) крізь отвір так, що принаймні частина його переднього кінця проходить в посудину (11) за внутрішню поверхню її стінки, та розміщують і вирівнюють кріплення по осі в отворі. 16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що вказаний кріпильний передній кінець нахиляють під наперед визначеним кутом до центральної поздовжньої осі наконечника (27), і у якому при кріпленні наконечника (27) в посудині (11) додатково просувають наконечник (27) крізь отвір так, що він проходить всередину та вниз у посудину (11), та вирівнюють наконечник (27) в отворі по осі так, що кріпильний передній кінець паралельний або по суті знаходиться на одному рівні з внутрішньою поверхнею стінки посудини (11). 17. Спосіб за одним із пп. 14-16, який відрізняється тим, що під час плавлення трубчасту кріпильну манжету (60) наконечника (27) утримують в трубчастому монтажному кронштейні (62), який виступає назовні з посудини (11) з отвору. 18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що трубчасту кріпильну манжету (60) наконечника (27) під час плавлення кріплять до трубчастого монтажного кронштейна (62) рознімними кріпильними засобами, а рознімні кріпильні засоби роз'єднують в кінці плавлення для надання можливості просування наконечника (27) всередину посудини (11) шляхом ковзання його трубчастої кріпильної манжети (60) в трубчастому монтажному кронштейні (62). 19. Спосіб за п. 17 або 18, який відрізняється тим, що при роз'єднанні рознімних кріпильних засобів виймають прокладку (67), розміщену між торцевою частиною трубчастої кріпильної манжети (60) та торцевою частиною трубчастого монтажного кронштейна (62), і проштовхують наконечник (27) всередину посудини (11) у трубчастому монтажному кронштейні (62) на відстань, яка відповідає по суті товщині прокладки (67). 20. Спосіб за будь-яким із пп. 14-19, який відрізняється тим, що наконечник (27) просувають всередину шляхом застосування портативного гідравлічного пристрою, установленого між трубчастою кріпильною манжетою (60) наконечника (27) та трубчастим монтажним кронштейном (62). Представлений винахід надає плавильну посудину з металургійним наконечником, який проходить в посудину для введення в неї твердого сипкого матеріалу, та спосіб її експлуатації. Пристрій цього типу може використовуватися для вве дення металургійного плавильного матеріалу в ванну розплаву плавильної посудини для одержання рідкого металу, наприклад за допомогою процесу прямого плавлення. Відомий спосіб прямого плавлення, який базу 5 ється на шарі рідкого металу як реакційному середовищі і головним чином називається способом Hismelt, описаний в міжнародній заявці PCT/AU/96/00197 (WO 96/31627) від імені заявника. Спосіб Hismelt, як він описаний в міжнародній заявці, включає: (a) формування в посудині ванни рідкого заліза та шлаку; (b) введення у ванну; (i) металовмісного плавильного матеріалу, типово оксидів металів; та (ii) твердого вуглецевого матеріалу, типово вугілля, який діє як відновлювач оксидів металів та як джерело енергії; і (c) плавлення металовмісного плавильного матеріалу з одержанням шару металу. Термін "плавлення" означає тут термічну обробку, у якій відбуваються хімічні реакції, які відновлюють оксиди металів з одержанням рідкого металу. Спосіб Hismelt також включає допалювання хімічно активних газів, таких як CO та H2, які виділяються з ванни у простір над нею з кисневмісним газом, і передачу теплоти, одержаної допалюванням, до ванни для збільшення теплової енергії, необхідної для плавлення металовмісних плавильних матеріалів. Спосіб Hismelt також включає формування перехідної зони над номінальною нерухомою поверхнею ванни, у якій знаходиться активна маса крапель або бризок або струменів рідкого металу і/або шлаку, які злітають догори, а потім падають, що створює ефективне середовище для передачі до ванни теплової енергії, одержаної допалюванням хімічно активних газів над нею. У способі Hismelt металовмісний плавильний матеріал та твердий вуглецевий матеріал вводять в шар металу по ряду наконечників/фурм, які нахилені до вертикалі з проходженням вниз та всередину крізь бічну стінку плавильної посудини у нижню частину посудини для подачі твердого матеріалу у шар металу на її дні. Наконечники повинні витримувати у плавильній посудині робочі температури порядку 1400 C Кожен наконечник повинен відповідним чином мати внутрішню систему примусового охолодження для успішної роботи у цьому екстремальному середовищі і повинен бути здатним витримувати значні зміни місцевих температур. Американський патент №6,398,842 розкриває одну форму наконечника, який здатен ефективно працювати при цих умовах. У такій конструкції твердий сипкий матеріал проходить крізь центральну внутрішню трубу, яка впритул встановлена в зовнішньому кільцевому охолоджувальному кожусі, а її передній кінець проходить крізь та за передній кінець охолоджувального кожуха в металургійну посудину. В роботі було виявлено, що, при зупинці установки після плавлення, нарости шлаку на наконечниках в посудині та на сусідніх ділянках стінки посудини значно утруднюють виймання наконечників. Зокрема, шлак з'єднує наконечник та стінку посудини і його нарости на наконечнику можуть бути більшими за розмір отвору, крізь який необ 90482 6 хідно виймати наконечник, роблячи необхідним чекати на значне охолодження посудини для надання можливості вставляння в посудину обладнання для руйнування шлаку. Представлений винахід надає модифікований пристрій та спосіб, який полегшує виймання наконечників. Винахід надає плавильний пристрій, який має плавильну посудину, яка має оболонку, яка охоплює внутрішній простір посудини, та наконечник для введення твердих речовин, який проходить крізь отвір в оболонці посудини у її внутрішній простір, при цьому згаданий наконечник для введення твердих речовин має центральну внутрішню трубу, по якій у посудину подається твердий сипкий матеріал, та кільцевий охолоджувальний кожух, який оточує центральну внутрішню трубу по значній частині її довжини та має внутрішні проходи для протікання охолоджувальної води, у якому наконечник для введення твердих речовин додатково має кільцеву кріпильну частину, яка охоплює кільцевий охолоджувальний кожух на певній відстані від переднього кінця наконечника, для формування у такому положенні ділянки наконечника із більшим поперечним перерізом порівняно з частиною наконечника, яка виступає з нього вперед, при цьому оболонка посудини має трубу для кріплення наконечника, яка виступає назовні з посудини біля згаданого отвору, а частина для кріплення наконечника вставлена в кріпильну трубу і проходить в або крізь отвір в оболонці. Тут можуть бути присутніми рознімні кріпильні засоби для кріплення наконечника до труби для кріплення його з переднім кінцем кріпильної частини наконечника, вставленим у згаданий отвір в оболонці. Оболонка посудини може всередині обкладатися вогнетривким матеріалом, який утворює внутрішню поверхню посудини, а передній кінець кріпильної частини наконечника може проходити крізь отвір оболонки до краю, який головним чином знаходиться на рівні з вогнетривким облицюванням згаданої внутрішньої поверхні. Внутрішня поверхня посудини може бути поверхнею вогнетривкої панелі з водяним охолодженням, встановленої на стінці посудини. Труба для кріплення наконечника може виступати назовні догори з вертикальної частини стінки посудини, а передній кінець кріпильної частини може бути нахиленим під кутом до центральної поздовжньої осі наконечника з перебуванням на одному рівні з вертикальною внутрішньою поверхнею посудини. Кільцева кріпильна частина могла б мати зовнішній діаметр, який принаймні в півтора рази більший за зовнішній діаметр кільцевого охолоджувального кожуха наконечника. Вона може мати вдвічі більший діаметр за діаметр охолоджувального кожуха. Рознімні кріпильні засоби можуть бути такими, що, при вивільненні, наконечник може проштовхуватися всередину посудини на певну відстань шляхом ковзання його кріпильної частини в трубі для кріплення його. Винахід додатково надає спосіб експлуатації установки прямого плавлення, яка має металур 7 гійну посудину та один або більшу кількість наконечників для введення твердих речовин в посудину, який включає встановлення кожного наконечника з проходженням в посудину крізь отвір більшого розміру за поперечний переріз такої частини наконечника в посудині за допомогою кріплення наконечника, розмір якого відповідає розміру отвору, проведення плавлення в посудині так, що шлак прилипає до наконечника та до внутрішньої стінки посудини, і, по закінченню плавлення, поетапне виймання наконечника, яке включає просовування наконечника його кріпленням всередину посудини для руйнування наростів шлаку поблизу отвору та виймання наконечника крізь отвір. Кріплення наконечника може прилаштовуватися в трубі для його кріплення, яка виступає назовні з посудини, а наконечник може проштовхуватися всередину шляхом застосування ручного гідравлічного пристрою між кріпленням наконечника та трубою для кріплення його. Для більш повного пояснення винаходу, будуть описуватися в деталях конкретні варіанти виконання винаходу з посиланням на супровідні креслення, на яких: Фігура 1 зображає вертикальний переріз металургійної посудини, яка має наконечники для введення твердих речовин, виконані у відповідності з винаходом; Фігура 2 зображає поздовжній переріз одного з наконечників для введення вугілля в посудину; Фігура 3 зображає поперечний переріз задньої частини наконечника, зображеного на Фігурі 2; Фігура 4 зображає поздовжній переріз частини внутрішньої збірної трубчастої конструкції наконечника, зображеної на Фігурі 2; Фігура 5 зображає поздовжній переріз наконечника для введення гарячої руди в посудину; Фігура 6 зображає поперечний переріз задньої частини наконечника, зображеного на Фігурі 5; та Фігура 7 зображає модифікований наконечник для введення твердих речовин, вставлений в панель з водяним охолодженням, прикріплену до внутрішньої поверхні стінки посудини. Фігура 1 зображає посудину прямого плавлення, придатну для виконання способу Hismelt, як це описано в міжнародній заявці на патент PCT/AU96/00197. Металургійна посудина позначена головним чином цифрою 11 і має під, що має основу 12 та сторони 13, виконані з вогнетривкої цегли, бічні стінки 14, які утворюють головним чином циліндричну бочкоподібну частину, яка простягається вгору від сторін 13 поду та має верхню ділянку 15 і нижню ділянку 16, склепіння 17, випускний канал 18 для відхідних газів, підігрівальну камеру 19 для безперервного відвантаження рідкого металу та випускний отвір 21 для випускання рідкого шлаку. Під час роботи посудина містить ванну рідкого заліза та шлаку, яка має шар 22 рідкого металу та шар 23 рідкого шлаку на шарі 22 металу. Стрілка, позначена цифрою 24, вказує положення номінальної нерухомої поверхні шару 22 металу, а стрілка, позначена цифрою 25, вказує положення номінальної нерухомої поверхні шару 23 шлаку. 90482 8 Термін "нерухома поверхня" означає стан поверхні, коли в посудину не подається газ та тверді речовини. Посудина оснащена наконечником 26 для подачі гарячого повітря, який проходить донизу всередину, для подачі потоку гарячого повітря у верхню частину посудини та рядом наконечників 27 для введення твердих 'речовин, які проходять вниз та всередину крізь бічні стінки 14 у шар 23 шлаку для введення залізної руди, твердого вуглецевого матеріалу та флюсів, які подаються в газі-носії, який не містить кисень, в шар 22 металу. Положення наконечників 27 вибирається так, що їх випускні кінці 28 знаходяться над поверхнею шару 22 металу під час виконання процесу. Це положення наконечників знижує ризик ушкодження через контакт з рідким металом і також робить можливим охолодження наконечників примусовим внутрішнім водяним охолодженням без значного ризику входження води в контакт з рідким металом в посудині. Наконечники 27 можуть бути двох типів, перший з яких застосовують для введення гарячої руди, а другий застосовують для введення вуглецевого матеріалу, такого як вугілля. Наприклад, можуть бути присутніми вісім наконечників 27 для введення твердих речовин, розташованих по периметру навколо посудини, які включають ряд з чотирьох наконечників для введення гарячої руди та чотири наконечники для введення вугілля, розташованих між наконечниками для введення гарячої руди. Усі наконечники можуть кріпитися в зовнішніх пазах загальної конструкції, проте два типи наконечника мають різну внутрішню конструкцію через надзвичайно різну температуру гарячої руди та вугілля, які вводяться. Конструкція наконечника для введення вуглецевого матеріалу, позначеного цифрою 27а, зображена на Фігурах 2 - 4. Як показано на цих Фігурах, наконечник 27а має центральну внутрішню трубу 31, по якій подають твердий матеріал, і кільцевий охолоджувальний кожух 32, який оточує центральну внутрішню трубу 31 по значній частині її довжини. Центральна внутрішня труба 31 утворена трубою 33 з низьковуглецевої сталі по найбільшій частині її довжини, проте її передній кінець оснащений знімною подовжувальною або сопловою тубою 34, яка виступає як сопло з переднього кінця охолоджувального кожуха 32. Центральна внутрішня труба 31 облицьована зсередини до переднього кінця 34 керамічним облицюванням 37, утвореного рядом труб з відлитої кераміки. Задній кінець центральної внутрішньої труби 31 з'єднаний за допомогою з'єднання 38 з системою подачі вугілля, за допомогою якої подрібнене вугілл^ подається у стисненому зріджувальному газі-носії, наприклад в азоті. Кільцевий охолоджувальний кожух 32 має довгу порожнисту кільцеву конструкцію 41, яка складається з зовнішніх та внутрішніх труб 42, 43, з'єднаних між собою передньою з'єднувальною деталлю 44, та довгої трубчастої конструкції 45, яка розміщена в порожнистій кільцевій конструкції 41 з поділом внутрішньої частини конструкції 41 на внутрішній довгий кільцевий прохід 46 для проті 9 кання води та зовнішній довгий кільцевий прохід 47 для протікання води. Довга трубчаста конструкція 45 утворена довгою трубою 48 з вуглецевої сталі, привареною до механічно обробленої передньої частини 49 з вуглецевої сталі, яка встановлюється в передній з'єднувальній деталі 44 порожнистої трубчастої конструкції 41 з утворенням кільцевого торцевого проходу 51 для протікання субстанцій, який з'єднується з передніми кінцями внутрішніх та зовнішніх проходів 46, 47 для протікання води. Задній кінець кільцевого охолоджувального кожуха 32 має впускний канал 52, по якому потік охолоджувальної води може спрямовуватися у внутрішній кільцевий прохід 46 для протікання води та випускний канал 53 для води, з якого воду виводять з зовнішнього кільцевого проходу 47 на задньому кінці наконечника. Згідно з використанням наконечника, охолоджувальна вода протікає вперед донизу по наконечнику крізь внутрішній кільцевий прохід 46 для протікання води, потім назовні і назад навколо переднього кільцевого торцевого проходу 51 у зовнішній кільцевий прохід 47, по якому вона протікає назад по наконечнику і з випускного каналу 53. Це забезпечує те, що найхолодніша вода відбирає теплоту від твердого матеріалу, що надходить, і надає можливість ефективно охолоджувати твердий матеріал, який подається по центральній внутрішній трубі наконечника, і й також ефективно охолоджуватися на передньому кінці та зовнішніх поверхнях наконечника. Зовнішні поверхні труби 42 механічно обробляються з утворенням однакового малюнка з прямокутних виступів 54, кожен з яких має підріз або поперечний переріз у формі голуб'ячого хвоста так, що виступи мають форму, яка розходиться догори, і служать як ключові утворення для тверднення шлаку на зовнішніх поверхнях наконечника. Тверднення шлаку на наконечнику допомагає мінімізувати температуру в компонентах металу наконечника. В роботі було виявлено, що тверднення шлаку на передньому або випускному кінці наконечника служить основою для формування подовженої труби з твердого матеріалу, який служить подовженням наконечника, яке додатково захищає компоненти його металу від дії жорстких робочих умов в посудині. Наконечник встановлюється у стінці посудини 11 за допомогою кріпильної конструкції 61, яка має трубчасту кріпильну манжету 60, яка охоплює охолоджувальний кожух та має подвійну стінку для охоплення кільцевого простору 70 між цими стінками. Трубчаста кріпильна манжета 60 кріпиться в трубчастому монтажному кронштейні 62 наконечника, привареному до оболонки посудини 11 з виступанням доверху та назовні з посудини, і має на своєму верхньому кінці торцевий фланець 63. Кріпильна конструкція 61 наконечника з'єднана з заднім кінцем зовнішньої труби 42 кільцевого охолоджувального кожуха 32 за допомогою кільця 64 і вона також має кільцевий кріпильний фланець 65, який може кріпитися до фланця 63 на кінці кріпильної труби 62 за допомогою затискних болтів 66. Роздільна прокладка 67 з прорізами встановлена між фланцями 63, 65 для утримування їх на відс 90482 10 тані один від одного при затягуванні затискних болтів 66. Розташування є таким, що передня частина зовнішньої трубчастої кріпильної манжети 60 конструкції 61 проходить всередину стінки посудини. Як видно на Фігурі 2, стінка посудини у цьому місці утворена стінкою 16а сталевої бочкоподібної частини та внутрішнім вогнетривким облицюванням 16Ь, а передній кінець трубчастої кріпильної манжети 60 нахилений під кутом до центральної поздовжньої вісі наконечника, знаходячись на рівні з внутрішньою вогнетривкою поверхнею. Трубчаста кріпильна манжета 60 кріпильної конструкції 61 охолоджується водою, яка подається до внутрішнього простору 70 по впускному каналу 68 для води і повертається по випускному каналу 69 для води на задньому кінці трубчастої кріпильної манжети. Внутрішній простір 70 може ділитися з утворенням в ньому довгого проходу для протікання охолоджувальної води. Труба 71, яка простягається назад від кріпильного кінця 64 кріпильної конструкції 61, вміщує задній кінець проміжної труби 48 кожуха 32 та задній кінець центральної внутрішньої труби 31 наконечника. Труба 71 має впускний канал 52 для охолоджувальної води та випускний канал 53 для проходження охолоджувальної води в та з охолоджувального кожуха 32 наконечника. Гнучка кільцева з'єднувальна конструкція 81 з'єднує задній кінець проміжної труби 48 кожуха з водяним охолодженням з оточуючою трубою 71 для відділення внутрішніх та зовнішніх проходів для протікання води в корпусі і також дозволяє відносний рух в поздовжньому напрямі між внутрішніми та зовнішніми трубами та проміжною трубою кожуха з водяним охолодженням внаслідок різного теплового розширення та контракції компонентів наконечника. Задній кінець труби 71 забезпечує кріплення для заднього кінця внутрішньої труби 43 кільцевого охолоджувального кожуха. Центральна внутрішня труба 31 утримується на відстані всередині від кільцевого охолоджувального кожуха 32 рядом роздільних кілець 83, які виступають назовні з неї у місцях в поздовжньому напрямі вздовж неї для зачеплення з внутрішньою периферією внутрішньої труби кільцевого охолоджувального кожуха для формування кільцевого проходу 84 для газового потоку між центральною внутрішньою трубою та кільцевим охолоджувальним кожухом. На задньому кінці наконечника виконаний впускний канал 85 для продувального газу для надання можливості продувальному газу, такому як азот, потрапляти у прохід 84 для газового потоку з протіканням вперед крізь наконечник між центральною внутрішньою трубою та кільцевим охолоджувальним кожухом з покиданням наконечника на передньому кінці охолоджувального кожуха. Центральна внутрішня труба має цибулеподібний виступ 86 на ділянці переднього кінця охолоджувального кожуха для утворення ,^рованого соплового отвору між центральною внутрішньою трубою та водяним кожухом для контролю інтенсивності потоку продувального газу. Роздільні кільця 83 сформовані з можливістю полишення ви 11 конаних по периметру щілин між зовнішніми периферійними ділянками та внутрішньою периферією охолоджувального кожуха для надання можливості вільного протікання продувальному газу крізь кільцевий прохід 84. Одне з торцевих кілець 83 розташоване поблизу цибулеподібного виступу 86 із забезпеченням акуратного розміщення такого виступу в передньому кінці зовнішнього охолоджувального кожуха для створення контрольованої кільцевої щілини для виходу продувального газу із сопла. Потік продувального газу підтримується для забезпечення того, що шлак може не проходити крізь передній кінець сопла між центральною внутрішньою трубою та зовнішнім кожухом з водяним охолодженням. Якщо шлак повинен був проходити наконечник на цій ділянці, то він повинен був негайно тверднути завдяки зовнішньому кожуху з водяним охолодженням та холодному продувальному газу. Під час використання наконечників шлак буде накопичуватися на їх зовнішніх поверхнях та внутрішній поверхні посудини. При зупинці шлак буде тверднути, маючи тенденцію до з'єднання наконечника з стінкою. Однак, за допомогою зображеної кріпильної конструкції це з'єднання може легко руйнуватися для полегшення виймання наконечника. Це можна здійснюватися значним послабленням затискних болтів 66 для надання можливості виймання роздільної прокладки 67 з прорізами. Потім це дозволяє обмежене переміщення всередину кріпильної манжети наконечника в трубчастому монтажному кронштейні 62 так, що передній кінець кріпильної манжети рухається всередину від стінки посудини для руйнування будь-яких наростів шлаку. Потім це дозволяє наконечнику разом з шлаком, що затверднув на зовнішній трубі 42, легко вийматися крізь збільшений отвір, передбачений для трубчастої кріпильної манжети 60. Наконечники для введення гарячої руди можуть мати загалом конструкцію, подібну до конструкції наконечників для введення вугілля. Однак, як це зображено на Фігурах 5 та 6, наконечник 27Ь для гарячої руди має центральну внутрішню трубу, виготовлену як товстостінна труба 31b, одержана відцентровим литтям, без облицювання. Труба 31 b повинна виготовлятися секціями, які з'єднується з'єднувальними манжетами 91 з прорізами. Сусідні труби можуть суміщатися по вісі і з'єднуватися за допомогою з'єднувальних манжет переривчастим роликовим зварюванням. Передній кінець центральної внутрішньої труби 31 b має виступ 86Ь для 90482 12 регулювання розміру випускного сопла для продувального газу. Завдяки товщій центральній сопловій трубі в наконечнику для введення гарячої руди цей виступ набагато менший за більший за розміром цибулеподібний виступ наконечника для введення вугілля. У подальшій модифікації наконечник для введення гарячої руди має фланець 92 з водяним охолодженням для припинення перегрівання вміщувальної труби 71b. Цей фланець розміщується між торцевим фланцем з водяним охолодженням корпуса наконечника та фланцем на кінці системи введення руди, яка може також охолоджуватися водою. Центральна внутрішня труба наконечника для введення гарячої руди утримується на відстані в охолоджувальному кожусі рядом роздільних кілець, які виступають назовні з центральної внутрішньої трубі у той же спосіб що й у конструкції наконечника для введення вугілля. Як і в наконечнику для введення вугілля, простір між центральною внутрішньою трубою та кожухом з водяним охолодженням утворює кільцевий прохід для потоку продувального газу, який виходить з наконечника на передньому кінці охолоджувального кожуха. Зовнішні кріплення для двох типів наконечника для введення твердих речовин ідентичні так, що обидва типа наконечників для введення можуть вставлятися у корпус загальної конструкції. Фігура 7 зображає схематичний вид наконечника 27с для введення твердих речовин, вставленого в один з трубчастих монтажних кронштейнів 62 наконечника посудини 11. Наконечник 27с для введення твердих речовин може мати ту ж саму конструкцію, що описана з посиланням на вищезгадані Фігури 2 - 6. Стінка 16 посудини облицьована зсередини вогнетривкими панелями 100 з водяним охолодженням, а наконечник 27с проходить в посудину крізь отвір в панелях 100. Наконечник 27с модифікований у такий спосіб, що передній кінець його зовнішньої трубчастої кріпильної манжети 60 оснащується покривним кільцевим диском 101 з вогнетривкого матеріалу для захисту такої передньої поверхні від дії надмірних температур під час запуску та замін наконечників до накопичення шлаку в посудині. Трубчаста кріпильна манжета 60 проходить в стінці посудини так, що вогнетривкий диск 101 знаходиться на рівні з внутрішньою поверхнею панелі 100 з водяним охолодженням і служить вогнетривкою заглушкою в отворі такої панелі. 13 90482 14 15 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 90482 Підписне 16 Тираж 26 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
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюSmelting apparatus and method of operation of direct fusion plant
Автори англійськоюWilliams Trevor, Cady Barry Alan
Назва патенту російськоюПлавильное устройство и способ эксплуатации установки прямого плавления
Автори російськоюУильямс Тревор, Кэди Барри Алан
МПК / Мітки
МПК: C21C 5/46, C21B 13/00, C21B 13/10
Мітки: експлуатації, плавильній, спосіб, пристрій, плавлення, установки, прямого
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-90482-plavilnijj-pristrijj-ta-sposib-ekspluataci-ustanovki-pryamogo-plavlennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Плавильний пристрій та спосіб експлуатації установки прямого плавлення</a>
Попередній патент: Система і процесор перемежовування
Наступний патент: Похідні n-(1н-індоліл)-1н-індол-2-карбоксамідів, їх отримання і їх застосування в терапії
Випадковий патент: Функціональна структура корегування вихідної напруги стабілізатора індукційним методом