ЗАЖИГАТЕЛЬНЫЙ ГОРН АГЛОМЕРАЦИОННОЙ МАШИНЫ Российский патент 1994 года по МПК F27B21/08 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к аглометрии руд и концентраторов.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности является конструкция горна агломерационной машины, содержащая основную камеру зажигания шихты с трубопроводами для подачи в нее воздуха и газа и дополнительную камеру, которая выполнена в виде системы радиационных труб с возможностью подачи через нее воздуха и теплоизолирована в верхней части.

Недостатком данной конструкции является невысокая эксплуатационная стойкость труб дополнительной камеры вследствие их деформации. Применение труб малого диаметра и прямоточного потока воздуха не обеспечивает нужную прочность конструкции, так как под влиянием неравномерного распределения температур по поверхности, трубы деформируются. При использовании дополнительной камеры горна с прямоточной подачей воздуха невозможен равномерный нагрев всего подаваемого воздуха до высокой температуры вследствие неравномерного распределения температуры стенки трубы по периметру, при этом наблюдается расслоение прямоточного потока и нагрев воздуха происходит только в нижних слоях потока. Недостаточный нагрев воздуха компенсируется большим расходом технологического топлива.

Целью изобретения является повышение надежности эксплуатации зажигательного горна агломашины, уменьшение расхода технологического топлива на спекание за счет применения нагретого в дополнительной камере воздуха для горения в основной камере горна, повышение качества получаемого агломерата.

Указанная цель достигается тем, что горн агломерационной машины содержит основную камеру зажигания шихты с трубопроводами для подачи в нее воздуха и газа и дополнительную камеру, выполненную в виде системы радиационных труб, снабженная каждая входным и выходным патрубком, причем патрубки выполнены в виде тангенциальных завихрителей, входные и выходные патрубки соседних труб расположены напротив друг друга, а отношение длины трубы к ее диаметру L/D ≅10.

Установка тангенциальных входных патрубков приводит к созданию закрученного потока воздуха, что обеспечивает интенсификацию процесса теплообмена между воздухом и стенкой трубы, обеспечивает равномерный нагрев всего объема нагреваемого воздуха, используемого на зажигание в основной камере горна. Чередование расположения входных и выходных патрубков обеспечивает более равномерную подачу нагретого воздуха на зажигание, что влияет на улучшение качества полученного агломерата.

Закрученный поток воздуха обеспечивает равномерное распределение температур по поверхности труб, что исключает их провисание. Увеличение диаметра радиационных труб по сравнению с прототипом служит повышению прочности конструкции, уменьшению возможности деформации при равномерном распределении температур.

Отношение длины радиационной трубы к ее диаметру L/D ≅10 обеспечивает равномерную, без затухания крутку воздушного потока. При превышении данного соотношения начинается резкое снижение крутки потока и постепенный переход к прямоточному потоку, что обуславливает снижение коэффициента теплоотдачи от нагретой стенки к потоку воздуха. Одновременно увеличение этого соотношения ведет к уменьшению диаметра радиационной трубы, что снижает прочность конструкции дополнительной камеры.

Меньшее значение L/D определяется, исходя из технологических потребностей расхода воздуха.

На фиг. 1 изображен общий вид зажигательного горна с дополнительной камерой; на фиг. 2 - разрез дополнительной камеры.

Горн агломерационной машины содержит основную камеру 1, в своде или боковых стенах которой установлены горелки 2, присоединенные к разделительным коллекторам 3 и 4 газа и воздуха и соединенную с ней дополнительную камеру 5, содержащую коллекторы 6 для подвода холодного воздуха (окислителя) и 7 для отвода нагретого воздуха окислителя. Свод дополнительной камеры выполнены в виде системы радиационных труб 8, причем патрубки 9, соединяющие радиационные трубы с коллекторами 6 и 7, выполнены в виде тангенциальных завихрителей. Для уменьшения потерь тепла радиационные трубы покрыты слоем теплоизоляционного материала. Имеется также паллета агломерационной машины 10.

Горн работает следующим образом.

В коллектор 6 подводят холодный воздух-окислитель, откуда через патрубки, выполненные в виде тангенциальных завихрителей 9, воздух поступает в радиационные трубы 8. Тепловоспринимающая поверхность радиационных труб 8 воспринимает лучистые тепловые потоки: со слоя раскаленного материала, от кладки горна и из его объема. Через стенку радиационной трубы 8 тепло передается теплопроводностью. Закрученные потоки воздуха, сформированные во входных патрубках 9, протекает через трубы 8, омывая всю поверхность радиационных труб. Закрученный поток воздуха обеспечивает постоянный интенсивный съем тепла с нижней части радиационной трубы 8, за счет чего устраняется эффект провисания труб и увеличивается эксплуатационная стойкость.

Большая эксплуатационная стойкость дополнительной камеры с тангенциальными патрубками на концах нагревательных элементов позволяет производить нагрев воздуха до более высокой температуры. Равномерный нагрев всего объема подаваемого воздуха обеспечивает более равномерное зажигание шихты, и соответственно, обеспечивает улучшение качества готового агломерата.

Данная система использования тепловых потоков обеспечивает нагрев воздуха до более высоких температур, что при применении этого воздуха в основной камере зажигательного горна для нагрева и воспламенения горючих материалов спекаемого слоя обусловливает снижение расхода технологического топлива. Повышение подогрева воздуха на 100оС обеспечивает сокращение газообразного топлива на 4,2% . (56) Авторское свидетельство N 735892, кл. F 27 B 21/00, 1977.

Использование: при агломерации руд и концентратов. Сущность изобретения: горн содержит основную камеру зажигания с трубопроводами для подачи в нее воздуха и дополнительную камеру, выполненную в виде системы радиационных труб с патрубками, выполненными в виде тангенциальных завихрителей. Входные и выходные патрубки соседних труб расположены напротив друг друга, а отношение длины трубы к ее диаметру L/D≅10 2 ил.

ЗАЖИГАТЕЛЬНЫЙ ГОРН АГЛОМЕРАЦИОННОЙ МАШИНЫ, содержащий основную камеру зажигания с трубопроводами для подачи в нее воздуха и газа и дополнительную камеру, выполненную в виде системы радиационных труб с патрубками, теплоизолированных в верхней части, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода технологического топлива, повышения надежности в эксплуатации, входные и выходные патрубки радиационных труб выполнены в виде тангенциальных завихрителей, при этом входные и выходные патрубки соседних труб расположены напротив друг друга, а отношение длины трубы к ее диаметру L/D ≅ 10.