Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГРАНУЛ

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению медных гранул определенной величины из расплавов, преимущественно для производства медного купороса.

Известно получение медных гранул путем диспергирования меди как в жидком, так и в твердом состоянии. Устройство для получения гранул по этому способу содержит плавильную печь, лоток для транспортировки расплавленной меди и емкость с охлаждающей жидкостью, установленной под лотком. Для диспергирования меди в расплав вводится сера [Козлов И.А. и др. Рафинирование меди. - М.: Металлургия, 1992, с. 198-199]. Существенным недостатком является невозможность получения гранул определенной величины, потому что диспергирование осуществляется за счет силы тяжести жидкого металла во время падения потока из лотка в воду. Поэтому гранулы получаются значительной величины, разной фракции и формы. При дальнейшем использовании этих гранул при производстве медного купороса требуется их сортировка, что очень трудоемко. Кроме того, при получении медного купороса высокого качества требуются очень мелкие гранулы, что невозможно получить на существующем оборудовании.

В качестве близкого аналога заявленного устройства может быть принято устройство, раскрытое в SU 644599 A1, B22F 9/08, 30.01.1979, содержащее средство для подачи расплавленного металла, емкость с охлаждающей жидкостью, в которой под действием центробежных сил образуется вращающийся столб жидкости, и три излучателя ультразвука с излучающими плоскостями параллельно касательным к поверхности, образованной вращающейся водой.

Известно также устройство для получения металлических гранул [пат. РФ №2113317, B22F9/08, приоритет от 01.04.1996], содержащее плавильную печь, лоток для подачи расплавленного металла на дробление и емкость с охлаждающей жидкостью, установленной под лотком, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено эжектором под водовоздушную смесь, размещенным под лотком и съемным контейнером, установленным в емкости с охлаждающей жидкостью, при этом выход эжектора направлен в сторону истечения расплавленного металла, а проходное сечение выхода эжектора выполнено уменьшающимся от центра к краям со сквозным односторонним пазом в верхней части выхода эжектора.

Последнее признано за прототип. К достоинствам прототипа следует отнести возможность получения гранул в заданном диапазоне размеров регулировкой расхода воды на эжектор. В то же время удельная поверхность гранул, которая определяется в большей степени не размером, а толщиной стенки полой гранулы, остается недостаточной развитой, что сказывается на кинетике растворения гранул и чрезмерной избыточной кислотности.

Технической задачей заявляемого изобретения является получение гранул с более высокой удельной поверхностью.

Указанная цель достигается тем, что устройство для получения медных гранул, содержащее лоток для подачи расплавленного металла, емкость с охлаждающей жидкостью и съемным контейнером, установленным в емкости, отличается тем, что оно снабжено съемным контейнером, выполненным в виде установленной в емкости конической корзины с сетчатым днищем и замкнутым циркуляционным контуром охлаждающей жидкости, включающим ультразвуковой центробежный диспергатор, соединенный с сопловыми насадками, установленными в емкости над уровнем охлаждающей жидкости под углом 2-5° к горизонту диаметрально и тангенциально внутренней боковой поверхности корзины с обеспечением кругового движения охлаждающей жидкости в корзине.

При этом ультразвуковой центробежный диспергатор снабжен эжектором для подачи воздуха в поток охлаждающей жидкости, в частности в поток воды.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что для интенсификации скорости теплосъема циркулирующая вода подвергается обработке в энергетическом поле звуковой частоты (близкой к 20 кГц), что приводит к утончению стенки полой гранулы. Расположение сопел, подающих воду на циркуляцию, обеспечивает более равномерное и интенсивное перемешивание на поверхности контакта расплавленного металла, что также способствует получению гранул с более высокой развитой поверхностью. Диспергирующая способность устройства может варьироваться в широких пределах при использовании эжектора воздуха. Центробежные скоростные машины, к которым относятся ультразвуковые диспергатеры, типа «сирена гидродинамическая» характеризуются отрицательным давлением на всасе по отношению к нагнетанию. Это и используется для эжекции воздуха в поток с возможностью регулировки.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства в разрезе.

Предлагаемое устройство содержит плавильную печь 1, лоток с желобом 2, по которому истекает расплав меди. Под лотком 2 установлена емкость 3 с встроенной съемной корзиной 4. Циркуляционный контур представлен центробежным диспергатором 6 с одновременной функцией насоса, соплами 5 и воздушным эжектором 7 в виде игольчатого вентиля.

На фиг. 2 представлен вид устройства в плане, нумерация обозначений сохранена. Устройство работает следующим образом. Перед запуском слива металла из печи включается циркуляционный контур и обеспечивается заданный уровень воды в емкости 3. Регулировка эжекции воздуха в циркулирующем контуре осуществляется игольчатым вентилем 7. Данный процесс ведется непрерывно до тех пор, пока подается расплав меди.

Технический результат использования изобретения заключается в том, что оно позволяет получить медные гранулы с более высокой удельной поверхностью.