×
09.06.2019
219.017.7f23

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ПЫЛЕЙ В МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ РАСПЛАВ В ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002447384
Дата охранного документа
10.04.2012
Аннотация: Изобретение относится к металлургической промышленности. Содержащий частицы пыли газ-носитель подают в зону нагрева безэлектродной плазменной горелки, пропускают его через плазму, образованную в зоне нагрева за счет подачи и перевода плазмообразующего газа посредством индукционного нагрева в состояние плазмы, и вдувают его в содержащий металлический расплав участок упомянутой установки. Для осуществления способа используют устройство, содержащее безэлектродную плазменную горелку (5) с трубчатым корпусом (1), который коаксиально окружен вблизи выходного отверстия индуктивной катушкой (4), образующей зону нагрева (6). Устройство также содержит инжекционную трубу (7) для подачи содержащего частицы пыли газа-носителя, проходящую с входной стороны корпуса до упомянутой зоны нагрева, и газонаправляющую трубу (8) для подачи плазмообразующего газа, коаксиально окружающую инжекционную трубу. Изобретение обеспечивает однородное смешивание вдуваемой плазмы с частицами пыли и металлического расплава, предотвращает охлаждение шлака. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

изобретение относится к способу и устройству для вдувания пылей в металлический расплав в пирометаллургической установке. В случае пылей речь идет, прежде всего, о металлургической промышленности, например о возникающих при производстве стали пылях с металлическими или прочими, например оксидными, компонентами. Эти пыли складируются частично в отвалах, однако часто используются при производстве металлов. Для этого в различных способах известно использование пылей в брикетированном виде. В способе «OxiCup» фирмы «Тиссен Крупп» пыли перерабатываются в цементоподобные конгломераты, которые помещаются в шахтную печь. Помимо этого пыли также вдуваются, например в дуговые печи при расплавлении стального скрапа. Однако в большинстве случаев это приводит к ухудшению процесса, в частности к нестабильностям дуги. В целом, пыль оказывает на шлак охлаждающее действие, в результате чего уменьшается или полностью подавляется необходимое вспенивание шлака. Поэтому пыли подаются часто лишь в ограниченном количестве.

В уровне техники также известны способ и ввода устройство для ввода пылей в металлический расплав пирометаллургической установки (GB 2014615 А, 30.08.1979).

Исходя из этого, задачей изобретения является создание способа и устройства для ввода пылей в металлический расплав пирометаллургической установки, которые помогли бы устранить названные проблемы.

Эта задача решается посредством способа по п.1 и посредством устройства по п.7 формулы.

В предложенном способе содержащий частицы пыли газ-носитель направляется через индуктивно связанную плазму, образованную в зоне нагрева безэлектродной, плазменной горелки, перед его вдуванием в содержащий металлический расплав участок установки. В плазме газ-носитель, в свою очередь, переводится в состояние плазмы. За счет взаимодействия с окружающей их плазмой введенные с газом-носителем частицы пыли нагреваются до температуры, которая выше или равна температуре металлического расплава или шлака. Из-за отсутствия электродов для создания плазмы достигается длительная работа установки, поскольку отсутствуют обгорание электродов и их механическое повреждение проходящими через плазменную горелку частицами пыли. Далее предпочтительно, что могут вдуваться реакционноспособные газы, такие как кислород, без возникновения опасности химического повреждения электродов. Предпочтительно также, что за счет исключительно индуктивного нагрева плазмы участок плавления установки и плазменный факел электрически отделены друг от друга, благодаря чему можно достичь значительно лучшего управления отдельными этапами способа. Поскольку газ процесса и содержащиеся в нем частицы пыли нагреваются практически до температуры процесса, предотвращается охлаждение шлака. Кроме того, в противоположность дуговым способам предотвращается возникновение нестабильностей дуги.

В одном предпочтительном варианте способа плазма регулируется так, что частицы пыли переходят в жидкое или газообразное состояние. Это обеспечивает очень однородное смешивание с металлическим расплавом. За счет разжижения или испарения оксидных частиц пыли они могут быть восстановлены до металла за счет добавления восстановителей, таких как угольная пыль, причем при господствующих высоких температурах можно ожидать хорошей кинетики реакции. Так, например, для повышения выхода хрома в целях охраны окружающей среды можно восстановить хромсодержащие пыли или Cr-VI и Cr2O3. Восстановление пылей предпочтительно также при производстве высококачественной стали. Другим примером применения является восстановление из скрапа Al и Zn, т.е. оксидов Al и Zn, возникающих в соответствующем производстве.

Преимущественно пылесодержащий газ-носитель аксиально пропускается через окружающую зону нагрева плазменной горелки индуктивную катушку. В одном особенно предпочтительном варианте способа в зону нагрева по коаксиальной инжекционной трубе подается загрязненный частицами пыли газ-носитель, а по коаксиально окружающей инжекционную трубу газонаправляющей трубе, необходимый для создания плазмы свободный от пыли газ. Это позволяет отдельно управлять потоками газа и частиц и, таким образом, создавать стабильную плазму.

В другом предпочтительном варианте способа газ-носитель направляется через расположенную перед зоной нагрева зону подогрева, образованную подогревающей катушкой меньшей мощности. В зоне подогрева газ-носитель предварительно ионизируется, а переносимые им частицы пыли подогреваются настолько, что это препятствует слишком сильному охлаждению или гашению плазмы в зоне нагрева индуктивной катушки. Таким образом, колебания импеданса наполненной плазмой индуктивной катушки остаются небольшими, а высокочастотный генератор высокой мощности может всегда эксплуатироваться в оптимальном диапазоне мощности. Без зоны подогрева возникает опасность того, что в зоне нагрева будет находиться недостаточно ионизированная плазма или что имеющаяся плазма погаснет, в результате чего там будет присутствовать высокое сопротивление нагрузки с соответственно высоким отражением мощности, что может привести к нестабильному поведению высокочастотного контура вплоть до его повреждения. Упомянутый высокочастотный генератор может быть рассчитан, следовательно, на оптимальный диапазон при максимальном кпд. Это исключает неблагоприятный рабочий диапазон, необходимый для зажигания плазмы.

Устройство, подходящее для осуществления описанного способа, применяемого, в частности, в производстве и переработке стали, включает в себя безэлектродную плазменную горелку, в основном, с трубчатым корпусом, который служит для пропускания содержащего частицы пыли газа-носителя и коаксиально окружен образующей зону нагрева индуктивной катушкой. Как уже сказано, электроды для создания дуги не требуются, так что устройство выполнено соответственно простым и не требует больших затрат на обслуживание.

Преимущественно в корпус коаксиально и одним концом входит инжекционная труба. По ней к зоне нагрева плазменной горелки подается содержащий частицы пыли газ-носитель, причем инжекционная труба проходит целесообразно приблизительно до зоны нагрева. Инжекционная труба коаксиально окружена газонаправляющей трубой, причем между инжекционной и газонаправляющей трубами и корпусом имеется соответствующий полуцилиндрический кольцевой канал. По примыкающему к инжекционной трубе кольцевому каналу направляется газ, называемый ниже плазмообразующим газом и необходимый для создания плазмы в зоне нагрева индуктивной катушки. В расположенный радиально снаружи кольцевой канал подается газ, называемый ниже защитным газом, который служит для охлаждения корпуса и в то же время способствует образованию плазмы в зоне нагрева индуктивной катушки.

Упомянутая выше зона подогрева образована преимущественно подогревающей катушкой, коаксиально окружающей инжекционную трубу.

Изобретение более подробно поясняется со ссылкой на прилагаемые схематичные чертежи, на которых изображено:

Фиг.1 - первый пример выполнения устройства, имеющего только одну зону нагрева;

Фиг.2 - устройство из фиг.1, имеющее дополнительную зону нагрева, а именно зону подогрева.

Изображенные в виде фрагментов устройства содержат безэлектродную плазменную горелку 5, корпус 1 которой выполнен, в основном, в виде отрезка трубы и изготовлен из керамического материала, например нитрида кремния. Корпус 1 имеет входное 2 и выходное 3 отверстия. Вблизи выходного отверстия 3 корпус 1 коаксиально окружен индуктивной катушкой 4, которая для создания переменного магнитного поля соединена с высокочастотным генератором большой мощности (не показан). Индуктивная катушка образует зону нагрева 6, в которой содержащий частицы пыли газ-носитель и плазмообразующий газ, протекающий по кольцевому каналу между инжекционной 7 и газонаправляющей 8 трубами и протекающий между газонаправляющей трубой 8 и корпусом 1 защитный газ переводятся в состояние плазмы. При этом достигаются температуры, по меньшей мере, соответствующие температурам дуги обычных плазменных горелок. Подвод электрической мощности осуществляется посредством высокочастотного генератора эксплуатационной мощностью в диапазоне обычно от 10 кВт до 50 МВт и частотой колебаний, лежащей обычно в диапазоне 100 кГц - 5 МГц. За счет переменного магнитного поля индуктивной катушки 4 в зоне нагрева 6 индуцируется электрическое поле такой высокой напряженности, что происходит прорыв газа с последующей ионизацией газа-носителя, плазмообразующего газа и защитного газа. Как только зона нагрева 6 наполнена плазмой достаточной высокой проводимости, высокочастотное электрическое переменное поле вырабатывает в плазме высокочастотный ток, приводящий к интенсивному нагреву плазмы. При этом для нагрева плазмы могут достигаться значения электрического кпд. свыше 50% при мощностях до нескольких сотен киловатт. В зависимости от подводимой электрической мощности плазма в зоне нагрева 6 может достигать температур, которые обеспечивают расплавление тугоплавких материалов, таких как оксиды металлов и нитриды.

С входной стороны в корпус 1 по центру направлена доходящая до зоны нагрева 6 и заканчивающаяся в ней инжекционная труба 7. Она имеет существенно меньший диаметр или проходное сечение, чем корпус 1. По инжекционной трубе 7 содержащий частицы пыли газ-носитель подается к центральной части зоны нагрева 6. Инжекционная труба 7 коаксиально и на радиальном расстоянии окружена газонаправляющей трубой 8, причем между ними остается свободным кольцевой канал 9. По нему направляется служащий для создания плазмы свободный от пыли газ (плазмообразующий газ). Диаметр газонаправляющей трубы 8 рассчитан так, что также между нею и корпусом 1 остается свободным кольцевой канал 10. Он служит для подачи охлаждающего газа, например воздуха, чтобы защитить керамический корпус 1 от слишком сильного термического воздействия.

Схематично изображенное на фиг.2 устройство отличается от устройства на фиг.1, в основном, тем, что перед зоной нагрева 6 расположена зона подогрева 12. Она образована подогревающей катушкой 13, которая коаксиально окружает инжекционную трубу 7 на расположенном внутри газонаправляющей трубы 8 участке. Подогревающая катушка 13 имеет существенно меньшую мощность, чем индуктивная катушка 4. Она создает плазму соответственно меньшей ионной плотности, которая (плазма), однако, при подаче в центральную часть зоны нагрева 6 предотвращает сильные колебания импеданса индуктивной катушки 4, как это пояснялось выше.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 101-110 из 1 427.
10.11.2013
№216.012.7ee7

Горелка для газотурбинного двигателя

Изобретение относится к горелке для газотурбинного двигателя. Горелка содержит радиальную центробежную форсунку для создания завихренной топливовоздушной смеси, камеру сгорания, в которой происходит сгорание завихренной топливовоздушной смеси, и предкамеру. Предкамера расположена между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498160
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7ee8

Ступенчатый завихритель для динамического управления

Завихряющее устройство для впрыска среды в турбину имеет центральную ось, центральный канал, проходящий в осевом направлении вдоль центральной оси, и наружный периметр. Также оно содержит базовую пластину с торцевой поверхностью, в которой сформированы первый проход и второй проход. Проходы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498161
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.8027

Электрическая машина с радиальными металлическими перегородками для направления охлаждающего воздуха

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам. Предлагается электрическая машина с радиально-щелевым охлаждением в листовом пакете (12) статора и листовом пакете (7) ротора, причем основной поток охлаждающего воздуха с двух сторон по оси направляется в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498480
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.8033

Дизель-электрическая система привода

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в дизель-электрической системе привода. Технический результат - исключение перегрузки мощных полупроводников автономных выпрямителей импульсного тока со стороны генератора при проведении теста self-load-test....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498492
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.81d9

Способ эксплуатации санитарного бака для рельсового транспортного средства

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Способ эксплуатации бака для размещения жидкости в санитарной установке рельсового транспортного средства включает: а) измерение степени заполнения бака; b) в случае, когда измеренная на стадии а) степень заполнения равна или больше заданной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498917
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.81da

Колейное транспортное средство с сенсорным устройством

Изобретение относится к колейному транспортному средству с контролем зоны между сцепленными вагонами. Колейное транспортное средство содержит первый и второй сцепленные друг с другом вагоны, а также, по меньшей мере, одно сенсорное устройство для контролирования зоны между обоими сцепленными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498918
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.82d3

Подшипниковое устройство (варианты) и подшипниковый кронштейн с магнитным радиальным и поддерживающим подшипниками для вращающейся машины (варианты)

Изобретение относится к двум подшипниковым устройствам из магнитного радиального и поддерживающего подшипников для бесконтактного опирания и поддержания вала ротора турбомашины мощностью 1000 кВт и более. Предложены подшипниковое устройство и подшипниковый кронштейн (1) из магнитного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499167
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.8382

Ротор и способ изготовления ротора электрической машины

Изобретение относится к области электротехники и касается изготовления роторов электрических машин. Предложен способ изготовления ротора (14) для электрической машины (13), включающий следующие стадии его осуществления: а) изготовление магнитного элемента (8) посредством склеивания друг с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499342
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.839f

Способ определения меры излучения для теплового излучения, электродуговая печь, устройство для обработки сигналов, а также программный код и носитель информации для выполнения способа

Изобретение относится к электродуговой печи, устройству для обработки сигналов и носителю информации для выполнения способа определения меры излучения для исходящего от горящей между электродом и расплавляемым материалом электрической дуги, попадающего на ограничение электродуговой печи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499371
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.84ad

Способ и устройство для утилизации энергии из рулона горячей полосы

Изобретение относится к металлургии. Металлический рулон (В) горячей полосы, имеющий температуру более 200°С, перемещают внутри корпуса (4) устройства (2) утилизации энергии в первом направлении поступательного движения и обтекают газообразной средой (G). Обтекание рулона (В) газообразной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499643
Дата охранного документа: 27.11.2013
Показаны записи 21-28 из 28.
20.08.2016
№216.015.4c66

Способ получения металлосодержащих ценных веществ из содержащего металлосодержащие ценные вещества суспензионного массового потока

Изобретение относится к способу получения металлосодержащих ценных веществ из содержащей металлосодержащие ценные вещества суспензии. Способ получения металлосодержащих ценных веществ из содержащей металлосодержащие ценные вещества суспензии, при котором исходную суспензию сначала нагружают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594916
Дата охранного документа: 20.08.2016
13.01.2017
№217.015.7217

Выключатель для участка передачи постоянного тока высокого напряжения

Приводится выключатель для участка передачи постоянного тока высокого напряжения, содержащий вакуумный силовой выключатель (3) для отключения участка передачи и силовой выключатель (5) с газовой изоляцией для отключения участка передачи, причем силовой выключатель (5) с газовой изоляцией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597998
Дата охранного документа: 20.09.2016
13.01.2017
№217.015.9072

Диспергирующая форсунка, оснащенная ею флотационная установка, а также способ ее эксплуатации

Изобретение относится к диспергирующей форсунке для диспергирования жидкости и флотационной установке. Диспергирующая форсунка для диспергирования жидкости, в частности суспензии, содержащей по меньшей мере один газ, включает газоподводящее сопло и трубообразное смесительное устройство,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603984
Дата охранного документа: 10.12.2016
20.01.2018
№218.016.12c1

Конденсаторное устройство

Конденсаторное устройство (1) содержит несколько расположенных рядом конденсаторных элементов (3), содержащих по меньшей мере два электрода (4) и по меньшей мере один находящийся между электродами (4) диэлектрик (5), причем между по меньшей мере двумя соседними конденсаторными элементами (3)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634303
Дата охранного документа: 25.10.2017
12.07.2018
№218.016.6fe9

Устройство и способ динамического регулирования электрической дуговой печи

Изобретение относится к устройству и способу динамического регулирования электрически подключенной к сети электропитания электрической дуговой печи (1) с по меньшей мере одной сетевой фазой, посредством которой на печном электроде прикладывается электрическое переменное напряжение с амплитудой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660917
Дата охранного документа: 11.07.2018
29.03.2019
№219.016.f5d7

Устройство для защиты модулей преобразователя

Изобретение относится к области преобразовательной техники. Чтобы предоставить устройство (1), содержащее последовательное соединение подмодулей (7), которые снабжены схемой (T1, T2, D1, D2) силового полупроводникового прибора и аккумулятором (8) электроэнергии, соединенным параллельно со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002455723
Дата охранного документа: 10.07.2012
24.05.2019
№219.017.6018

Способ определения по меньшей мере одного параметра состояния дуговой электропечи и дуговая электропечь

Изобретение относится к электрометаллургии. Технический результат - повышение качества регулирования дуговой электропечи. Согласно способу подвод энергии в дуговую электропечь определяют с помощью по меньшей мере одного электрического датчика (13а, 13b, 13с) и измеряют корпусный шум в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002415179
Дата охранного документа: 27.03.2011
19.06.2019
№219.017.8b48

Способ и печь для плавления стального лома

15 Изобретение относится к черной металлургии, а в частности к способу плавления стального лома. Способ включает подачу энергии для плавления нагнетанием рабочего газа через проточный канал (8) и направление при этом, по меньшей мере, посредством одной плазменной горелки (10). Производство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002441078
Дата охранного документа: 27.01.2012
+ добавить свой РИД