В настоящее время процессы переработки шлаков не соответствуют прогрессу производства металла. Варианты слива шлакового расплава на площадку под печь с последующей разработкой застывшего шлака автопогрузчиками не обеспечивают нормальных условий труда, сопровождаются значительными неорганизованными тепловыми и парогазовыми выбросами, оказывают серьезное отрицательное воздействие на окружающую среду. Представляет интерес новая технология переработки шлака в жидком состоянии на агрегате барабанного типа с шаровой насадкой, разработанная в Уральском институте металлов (УИМ).
Сущность процесса заключается в том, что формирование структуры и крупности шлака осуществляют непосредственно из расплава путем подачи его на металлические тела, перемещающиеся в полости колосникового барабана. Намораживаясь на поверхности непрерывно движущихся металлических тел, расплав отдает тепло, остывает, затем формируется крупность охлажденного шлака. Подача расплава в установку может осуществляться непосредственно из плавильного агрегата или через промежуточный ковш.
Конструктивная схема агрегата представлена на рис. 4.1.
Рисунок 4.1- Конструктивная схема агрегата барабанного типа для переработки сталеплавильных шлаков в жидком состоянии:
1 - опора неподвижной стенки; 2 - неподвижная стенка; 3 - кольцевая камера; 4,10 - бандажи; 5 - рабочие тела; 6 - колосники; 7 - полка разгрузочного барабана; 8 - подвижная камера для охлаждения рабочих тел; 9 - зубчатое колесо; 11 - выпускной лоток; 12 - коллектор для отвода пара; 13 - опора коллектора; 14 - роликоопора; 15 - уровень воды в подвижной камере; 16 - цилиндрическая обечайка разгрузочного барабана; 17 - коническая обечайка разгрузочного барабана; 18 - ячейки кольцевой камеры
Рассматриваемый агрегат барабанного типа требует в 5-10 раз меньших площадей, при этом энергозатраты в 5-7 раз, а капитальные затраты ниже по сравнению с традиционной схемой траншейной переработки сталеплавильных шлаков.
По сравнению с традиционными способами данная технология имеет следующие преимущества:
1. Обработанный шлак приобретает устойчивую структуру против известкового распада. Содержание свободной извести (СаО) в товарном продукте не превышает 4 %, дополнительное «вылеживание» шлака для достижения устойчивой структуры не требуется (шлак можно использовать сразу после извлечения металла). В ходе обработки затвердевшего шлака обеспечивается хорошее раскрытие и отделение включений металла.
2. Охлаждение, затвердевание жидкого сталеплавильного шлака и его дробление одновременно выполняются непосредственно в колосниковом барабане агрегата.
3. Значительно улучшаются условия охраны окружающей среды: количество пыли, содержащейся в парогазовых выбросах, не превышает 93 мг/м3.
4. «Короткая схема технологии», т.е. под установку требуется небольшая площадка, а используемое оборудование несложно в изготовлении. Это позволяет снизить капиталовложения, а также расходы на обслуживание оборудования и текущие затраты на шлакопереработку.
Установка имеет защитный кожух, который обеспечивает локализацию образующихся парогазовых выбросов. Оценка состава парогазовых выбросов при переработке сталеплавильных шлаков в данном агрегате показывает, что проведение специальных мероприятий для их нейтрализации практически не требуется.
Конструкция агрегата обеспечивает существенное снижение уровня тепловыделения от расплавленного шлака, что позволяет размещать их непосредственно около плавильного агрегата и в целом способствует улучшению условий труда на рабочем месте.
Свойства получаемого продукта можно регулировать путем подбора соответствующих параметров (удельный расход воды, скорость вращения, масса загрузки полости барабана рабочими телами, размер щели между колосниками и др.).
Технология переработки сталеплавильных шлаков в жидком состоянии создает условия для утилизации тепла шлаковых расплавов и получения шлаковой продукции широкого назначения непосредственно из расплава.
ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ
В данном проекте организуется рециклинг сталеплавильной пыли двумя вариантами, заключающимися в инжекции пыли в печь и брикетировании пылевыноса с последующей загрузкой брикетов в ДСП.
Так как вдувание пыли осуществляется с помощью существующей в цехе инжекционной установки, то технологические расчеты и объемно-планировочные решения будут связаны с процессом брикетирования и переработкой шлака.
Брикетирование
Для организации процесса брикетирования пылевыноса необходимо рассмотреть существующие в цехе системы транспортировки, накопления и гранулирования пыли.
Система транспортировки пыли
Уловленная фильтром пыль собирается в бункерах, расположенных в нижней части установки, после чего она удаляется цепными конвейерами. Для предотвращения повреждения конвейера фильтрующими элементами, которые могут упасть в бункер, между бункером установки фильтрации и конвейером устанавливается сетка с большим размером ячеек. Два цепных конвейера подают пыль к цепному подъёмнику, который выгружает её в бункер наполнения пыли.
Цепной подъемник собирает пыль, выгружаемую двумя цепными конвейерами бункеров, и транспортирует ее в бункер накопления.
Система бункерного накопления пыли
Бункер расположен в конце установки газоочистки. Система предназначена для накопления пыли, уловленной мешочным фильтром. Подъемный цепной конвейер выгружает собранную пыль в бункер-накопитель. Бункер-накопитель имеет цилиндрическую форму и большое соотношение высоты к диаметру, необходимое для облегчения внутреннего течения потока пыли и предотвращения образования в пыли внутренних перемычек.