Результат интеллектуальной деятельности: ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, СНАБЖЕННАЯ ЗАГРУЗОЧНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ

Настоящее изобретение касается пирометаллургической установки,

- при этом пирометаллургическая установка имеет плавильную печь для плавления металлического лома и расположенную над плавильной печью загрузочную область для плавильной печи,

- при этом пирометаллургическая установка имеет загрузочный элемент, который, наполненный предназначенным для плавильной печи металлическим ломом, может вдвигаться в направлении перемещения в загрузочную область, опорожняться там и в опорожненном состоянии против направления перемещения снова выдвигаться из загрузочной области.

Такого рода пирометаллургические установки общеизвестны. В частности, таким образом построены пирометаллургические установки, включающие в себя электрические дуговые печи.

При загрузке плавильной печи, как правило, в значительном объеме происходит возникновение выбросов дыма и пылевых облаков, так называемых вторичных отходящих газов. Выбросы дыма и пылевые облака при обычном исполнении плавильной печи беспрепятственно выходят в производственный цех, в котором расположена пирометаллургическая установка. Оттуда они обычно вытягиваются посредством цеховой вытяжки или тому подобного. Такого рода цеховая вытяжка называется также вытяжкой вторичных отходящих газов, так как выходящее из рабочего пространства печи основное количество отходящих газов, первичных отходящих газов, обычно вытягивается посредством отдельной от нее вытяжки печи или, соответственно, вытяжки первичных отходящих газов в области крышки печи, и подвергается последующей обработке.

Австрийское описание изобретения к патенту № E 17399 B описывает устройство для вытяжки вторичных отходящих газов на сталеплавильных заводах и литейных цехах, у которого имеется закрепленный на кране передвижной колпак в качестве вытяжки вторичных отходящих газов.

Австрийское описание изобретения к патенту № E 40590 B описывает устройство для вытяжки вторичных отходящих газов на сталеплавильных заводах и литейных цехах, у которого имеются неподвижная крыша колпака и подвижные боковые стенки колпака.

Вариант осуществления уровня техники обладает разными недостатками. В частности, цеховая вытяжка действует на все отверстия цеха. Поэтому в значительном объеме засасываются и всасываются другие воздушные потоки. Кроме того, проходит относительно много времени до тех пор, пока будут вытянуты выбросы дыма и пылевые облака. В это время во многих случаях значительное количество, в частности, пыли оседает на полу производственного цеха. Кроме того, находящийся в производственном цехе персонал в значительной степени подвергается вредному воздействию, отчасти даже опасному для здоровья.

Немецкое описание изобретения к патенту № 1063342 описывает дымоотвод для вытяжки газов из области вокруг электрической дуговой печи, который располагается над электродами. Впрочем, и здесь также при загрузке печи в окружающую среду выпускается большое количество вторичных отходящих газов.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать возможности, посредством которых полностью или по меньшей мере в значительной степени может предотвращаться выход выбросов дыма и пылевых облаков в производственный цех при загрузке плавильной печи.

Задача решается с помощью пирометаллургической установки с признаками п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления пирометаллургической установки являются предметом зависимых п. 2-14 формулы изобретения.

Кроме того, эта задача решается с помощью способа с признаками п. 15 формулы изобретения.

В соответствии с изобретением предусмотрено выполнить пирометаллургическую установку вышеназванного рода таким образом,

- чтобы загрузочная область была окружена колпаком, так чтобы загрузочная область, включая приводимый в загрузочную область загрузочный элемент, была закрыта сверху и с боковых сторон, и

- чтобы колпак имел некоторое количество верхних вытяжных отверстий, через которые скапливающиеся в колпаке отходящие газы и пыль могут вытягиваться из колпака.

Этот вариант осуществления установки обладает тем преимуществом, что можно обойтись без вытяжки вторичных отходящих газов. Применяется только модифицированная вытяжка первичных отходящих газов для предотвращения возникновения вторичных отходящих газов. Благодаря этому общее подлежащее последующей обработке количество отходящих газов значительно сокращается и аппаратные затраты установки заметно снижаются.

При этом верхние вытяжные отверстия могут быть расположены на колпаке произвольным образом, но предпочтительно верхние вытяжные отверстия расположены в верхней области колпака. В этом варианте осуществления возможна особенно эффективная вытяжка.

Количество вытяжных отверстий может, в принципе, выбираться произвольно и составляет предпочтительно от 1 предпочтительно до 10, при необходимости также более 10.

Предпочтительно верхние вытяжные отверстия расположены по обеим сторонам заданной направлением перемещения загрузочного элемента, предпочтительно отвесной плоскости. Благодаря этой конфигурации вытяжка еще более эффективна.

Во многих случаях между плавильной печью и загрузочной областью расположена шахта, в которую подается металлический лом при опорожнении загрузочного элемента. Предпочтительно шахта при этом расположена эксцентрически к плавильной печи над плавильной печью. Под «шахтой» здесь и ниже понимается тот приемный резервуар, который предназначен для помещения и предварительного нагрева материала, здесь, в частности, металлического лома.

В этом случае шахта имеет предпочтительно в направлении загрузочной области верхний затворный элемент, который может открываться для подачи металлического лома в шахту и после этого снова закрываться. При этом верхний затворный элемент может состоять из одного или нескольких подвижных в комбинации или отдельно друг от друга конструктивных элементов. Обычно он находится в закрытом состоянии и, в частности, открывается только тогда, когда металлический лом должен подаваться из загрузочного элемента в шахту. Так, при перемещении загрузочного элемента в загрузочную область и из нее верхний затворный элемент будет предпочтительно закрыт, так чтобы отходящие газы плавильной печи не могли входить в загрузочную область и выходить через эту область в окружающую среду. Верхний затворный элемент открывается, в частности, только тогда, когда загрузочный элемент расположен над шахтой и поднимающийся над шахтой отходящий газ может вытягиваться из плавильной печи посредством колпака.

Шахта предпочтительно имеет также в направлении плавильной печи нижний затворный элемент, который может открываться для загрузки металлического лома из шахты в плавильную печь и после этого снова закрываться. Нижний затворный элемент позволяет в закрытом состоянии осуществлять временное накопление и предварительный нагрев металлического лома отходящими газами из плавильной печи в шахту. Это снижает потребление энергии и расходы на процесс плавления.

Управление подсоединенной к верхним вытяжным отверстиям вытяжной системой в этом варианте осуществления предпочтительно может осуществляться таким образом, что активность вытяжной системы может координироваться с открытием и закрытием верхнего затворного элемента и/или состоянием загрузки шахты.

В предлагаемом изобретением способе управления установкой, снабженной шахтой, управление подсоединенной к верхним вытяжным отверстиям вытяжной системой осуществляется так, что активность вытяжной системы координируется с открытием и закрытием верхнего затворного элемента и/или состоянием загрузки шахты. Таким образом, в любое время оптимальное количество отходящего газа вытягивается из загрузочной области, прежде чем отходящий газ в качестве вторичного отходящего газа мог бы выйти из этой области.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в шахте ниже верхнего затворного элемента расположено некоторое количество нижних вытяжных отверстий, через которые скапливающиеся в шахте отходящие газы и пыль могут вытягиваться из шахты.

Нижние вытяжные отверстия могут быть, в частности, расположены по обеим сторонам заданной направлением перемещения загрузочного элемента отвесной плоскости. Посредством нижних вытяжных отверстий реализуется, в частности, так называемая первичная вытяжка первичных отходящих газов, которая также имеется в уровне техники для вытяжки возникающих при процессе плавления отходящих газов из плавильной печи.

Предпочтительно верхние и нижние вытяжные отверстия соединены с одним и тем же вытяжным устройством. В этом случае, кроме того, по меньшей мере в соединительных трубах между верхними вытяжными отверстиями и вытяжным устройством, предпочтительно также в соединительных трубах между нижними вытяжными отверстиями и вытяжным устройством, расположены переставные, в частности посредством двигателя, клапанные затворы.

В частности, в том случае, когда как в соединительных трубах между верхними вытяжными отверстиями и вытяжным устройством, так и в соединительных трубах между нижними вытяжными отверстиями и вытяжным устройством расположены переставные, в частности посредством двигателя, клапанные затворы, предпочтительно управление приводами перестановки клапанных затворов, расположенных между верхними вытяжными отверстиями и вытяжным устройством, может осуществляться независимо от управления приводами перестановки клапанных затворов, расположенных между нижними вытяжными отверстиями и вытяжным устройством.

Направление перемещения загрузочного элемента проходит во многих случаях наискосок снизу вверх. Но точно так же направление перемещения может проходить вертикально снизу вверх или наоборот. Возможно, чтобы в колпаке имелось пропускное отверстие для вдвигания и выдвигания загрузочного элемента. В этом случае предпочтительно поперечное сечение пропускного отверстия при вдвинутом в колпак загрузочном элементе может уменьшаться. В частности, пропускное отверстие может закрываться. Например, загрузочный элемент может вставляться с помощью крана сверху через пропускное отверстие в колпак, при этом пропускное отверстие может открываться и закрываться посредством по меньшей мере одного шибера. Альтернативно возможно, чтобы колпак распространялся в горизонтальном направлении настолько, чтобы загрузочный элемент входил в колпак снизу.

Другие преимущества и подробности содержатся в последующем описании примеров осуществления с помощью чертежей. На принципиальном изображении показано:

фиг. 1: пирометаллургическая установка, вид сбоку;

фиг. 2: пирометаллургическая установка, показанная на фиг. 1, вид сверху;

фиг. 3: пирометаллургическая установка, показанная на фиг. 1, фронтальный вид;

фиг. 4: пирометаллургическая установка схематично, вид сбоку;

фиг. 5: пирометаллургическая установка, показанная на фиг. 4, вид сверху, и

фиг. 6: пирометаллургическая установка, показанная на фиг. 4, фронтальный вид.

Фиг. 1-6 ниже поясняются совместно.

В соответствии с чертежами пирометаллургическая установка имеет плавильную печь 1. Плавильная печь 1 служит для плавления металлического лома 2. Пирометаллургическая установка имеет, кроме того, загрузочную область 3 для плавильной печи 1. Загрузочная область 3 расположена над плавильной печью 1. Пирометаллургическая установка имеет, кроме того, загрузочный элемент 4. Загрузочный элемент 4 в направлении x перемещения может вдвигаться в загрузочную область 3 и против направления x перемещения снова выдвигаться из загрузочной области 3. Направление x перемещения в отдельных случаях может проходить горизонтально. Как правило, направление x перемещения проходит, однако, наискосок снизу вверх. Загрузочный элемент 4 наполняется металлическим ломом 2, который предназначен для плавильной печи 1. В этом состоянии загрузочный элемент 4 вдвигается в загрузочную область 3 и там опорожняется. Затем он в опорожненном состоянии снова выдвигается из загрузочной области 3.

Загрузочная область 3 окружена колпаком 5. Благодаря этому загрузочная область 3 сверху и с боковых сторон закрыта. Причем это состояние относится не только, но в частности также к тому случаю, когда загрузочный элемент 4 приведен в загрузочную область 3.

Возможно, чтобы в колпаке 5 было расположено пропускное отверстие 6 для вдвигания и выдвигания загрузочного элемента 3. Этот вариант осуществления настоящего изобретения изображен на фиг. 4-6. В этом случае возможно, чтобы пропускное отверстие 6 частично заполнялось введенным через загрузочную область 3 загрузочным элементом 4. Однако предпочтительно загрузочный элемент 4, когда он введен в загрузочную область 3, полностью находится внутри колпака 5. В этом случае поперечное сечение пропускного отверстия 6 в этом состоянии, то есть когда загрузочный элемент 4 вдвинут в колпак 5, предпочтительно уменьшено. Например, с этой целью могут быть предусмотрены передвижные стенки или соответствующие затворы 7. Выбор размеров может быть таким, чтобы пропускное отверстие 6 полностью закрывалось.

Однако предпочтительно, см. фиг. 1-3, колпак 5 распространяется в горизонтальном направлении настолько, что загрузочный элемент 4 входит в колпак 5 снизу. Благодаря этому не требуется предусматривать пропускное отверстие в боковой области колпака 5. В случае необходимости входная область, через которую загрузочный элемент 4 входит в колпак 5, и в этом варианте осуществления может уменьшаться, в частности закрываться.

Колпак 5 имеет некоторое количество верхних вытяжных отверстий 7. Это количество может быть равно одному. Верхние вытяжные отверстия 7 предпочтительно расположены в верхней области колпака 5 (то есть в самом высоком месте колпака 5).

Верхние вытяжные отверстия 7 могут быть расположены в любом месте колпака 5, например, на верхней стороне колпака 5 или его боковых областях. Верхние вытяжные отверстия 7 могут быть, в частности, расположены по обеим сторонам отвесной плоскости 8, которая задана направлением x перемещения загрузочного элемента 4. Через верхние вытяжные отверстия 7 из колпака 5 могут вытягиваться отходящие газы и пыль, которые скапливаются в колпаке 5.

Во многих случаях между плавильной печью 1 и загрузочной областью 3 расположена шахта 9. В этом случае металлический лом 2 при опорожнении загрузочного элемента 4 подается не непосредственно в плавильную печь 1, а сначала в шахту 9. Шахта 9 имеет с этой целью верхний затворный элемент 10 и нижний затворный элемент 11. Верхний затворный элемент 10 расположен в направлении загрузочной области 3. Он может открываться и затем снова закрываться. Он открывается, когда металлический лом 2 должен подаваться из загрузочного элемента 4 в шахту. В остальное время он закрыт. Нижний затворный элемент 11 расположен в направлении плавильной печи 1. Он тоже может открываться и закрываться. Он открывается, когда плавильная печь 1 загружается. В остальное время он закрывается.

Опасность поступления в колпак 5 и вероятного выхода из колпака 5 отходящих газов, пыли, выбросов дыма и т.д. существует, в частности, тогда, когда верхний затворный элемент 10 открыт или шахта 9 пуста. Предпочтительно поэтому управление вытяжной системой 12, которая подсоединена к верхним вытяжным отверстиям 7, осуществляется таким образом, чтобы активность вытяжной системы 12 была скоординирована с открытием и закрытием верхнего затворного элемента 10 и/или состоянием загрузки шахты 9. В частности, вытяжная система 12 в двух названных случаях может быть активирована (или, соответственно, максимально активирована), в ином случае деактивирована (или, соответственно, только частично активирована).

Как правило, в шахте 9 ниже верхнего затворного элемента 10 расположено некоторое количество нижних вытяжных отверстий 13. Нижние вытяжные отверстия 13 могут быть расположены аналогично верхним вытяжным отверстиям 7, в частности по обеим сторонам уже упомянутой отвесной плоскости 8. Через нижние вытяжные отверстия 13 из шахты 9 могут вытягиваться отходящие газы и пыль, которые скапливаются в шахте 9.

Возможно, чтобы к нижним вытяжным отверстиям 13 было подсоединено собственное вытяжное устройство, которое независимо от вытяжной системы 12 может эксплуатироваться для верхних вытяжных отверстий 7. Однако предпочтительно верхние и нижние вытяжные отверстия 7, 13 соединены с одним и тем же вытяжным устройством 14. В этом случае по меньшей мере в соединительных трубах 15, которые расположены между верхними вытяжными отверстиями 7 и вытяжным устройством 14, расположены переставные посредством двигателя клапанные затворы 16. Предпочтительно также в соединительных трубах 17, которые расположены между нижними вытяжными отверстиями 13 и вытяжным устройством 14, расположены переставные посредством двигателя клапанные затворы 18.

Возможно, чтобы перестановка клапанных затворов 16 была всегда связана с перестановкой клапанных затворов 18. В этом случае клапанные затворы 16, с одной стороны, и клапанные затворы 18, с другой стороны, могут переставляться только в противоположном друг другу направлении. Однако предпочтительно управление приводами 19 перестановки клапанных затворов 16, расположенных между верхними вытяжными отверстиями 7 и вытяжным устройством 14, может осуществляться независимо от управления приводами 20 перестановки клапанных затворов 18, расположенных между нижними вытяжными отверстиями 13 и вытяжным устройством 14. В этом случае возможны по меньшей мере три разных рабочих состояния, а именно:

- клапанные затворы 16 открыты, клапанные затворы 18 закрыты,

- клапанные затворы 16 закрыты, клапанные затворы 18 открыты, и

- клапанные затворы 16 открыты и клапанные затворы 18 открыты.

Вероятно, возможно также рабочее состояние, когда как клапанные затворы 16, так и клапанные затворы 18 закрыты.

Настоящее изобретение обладает многими преимуществами. В частности, практически полностью предотвращается выход вторичных отходящих газов, таких как выбросы дыма, пыль, отходящие газы и т.д. в производственный цех, в котором расположена металлургическая установка.

Приведенное выше описание служит исключительно для пояснения настоящего изобретения. При этом специалист без затруднений поймет, что в соответствии с изобретением могут быть выполнены самые разные пирометаллургические установки в самых разных вариантах осуществления в отношении плавильной печи, загрузочной области, загрузочного элемента и колпака.