СПОСОБ ЗАЖИГАНИЯ АГЛОШИХТЫ Российский патент 2001 года по МПК C22B1/16 

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству агломерата.

Известны способы зажигания аглошихты, осуществляемые в зажигательном горне агломашины путем сжигания газообразного или жидкого топлива (1. Кухарь А.С., Мартыненко В.А., Шевченко В.И. Производство и качество агломерата. М., "Металлургия", 1977, с.44-49).

Главными недостатками указанных методов является высокая стоимость используемого топлива, его дефицитность, а также неравномерность прогрева поверхности аглошихты. В результате снижается качество получаемого агломерата. Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является способ зажигания аглошихты, реализованный на Абагурской аглофабрике (2. Технологическая инструкция. Производство офлюсованного железорудного агломерата в агломерационном цехе N 1. ТИ 103-0А1-01-93. АО "КМК", Абагурская обогатительно-агломерационная фабрика. Новокузнецк, 1993).

Однако указанный способ обладает теми же недостатками, что описанные выше. Кроме того, использование жидкого топлива - мазута - не обеспечивает равномерного прихода тепла по всей поверхности слоя шихты, что сопровождается либо оплавлением верхнего слоя шихты (при чрезмерном нагреве), либо появлением рыхлого верхнего слоя пирога агломерата с большим выходом возврата (при недостаточном нагреве). Кроме того, чрезмерно интенсивное зажигание приводит к перерасходу дефицитного жидкого топлива, ухудшению горения основного топлива и снижению вертикальной скорости спекания.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а также повышение качества агломерата за счет использования нового вида топлива и поддержания более равномерного температурного режима в зажигательном горне агломашины.

Достижение указанной цели обеспечивается тем, что в качестве жидкого топлива используют водоугольное топливо (ВУТ), при этом совместную подачу распыленного жидкого топлива и части дутьевого воздуха осуществляют встречными струями через фурмы, оси которых расположены в вертикальных плоскостях, параллельных между собой и составляющих с плоскостью, перпендикулярной к оси агломашины, угол, обеспечивающий равномерный прогрев поверхности аглошихты по всей ширине аглоленты, а ввод остальной части дутьевого воздуха производят через две другие фурмы потоками, направленными в сторону смежных с ними фурм для подачи распыленного жидкого топлива и части дутьевого воздуха. При этом дутьевой воздух нагревают до температуры 150-300^oC, а количество дутьевого воздуха, подаваемого совместно с водоугольным топливом, составляет 15-60% дутьевого воздуха, вводимого в зажигательный горн.

Таким образом, основными отличительными признаками в способе являются
- использование в качестве жидкого топлива водоугольного топлива;
- совместную подачу распыленного водоугольного топлива и части дутьевого воздуха осуществляют встречными струями через фурмы, оси которых расположены в вертикальных плоскостях, параллельных между собой и составляющих с плоскостью, перпендикулярной к оси агломашины, угол, обеспечивающий равномерный прогрев поверхности аглошихты по всей ширине аглоленты;
- ввод остальной части дутьевого воздуха производят через две другие фурмы потоками, направленными в сторону смежных с ними фурм для подачи распыленного жидкого топлива и части дутьевого воздуха;
- дутьевой воздух нагревают до температуры 150-300^oC, а количество воздуха, подаваемого совместно с водоугольным топливом, составляет 15-60% от всего дутьевого воздуха, вводимого в зажигательный горн.

Использование водоугольного топлива в зажигательном горне агломашины взамен обычного жидкого топлива, например мазута, позволяет получить более равномерный температурный режим над слоем аглошихты. Равномерность температурного режима в зажигательном горне агломашины обеспечивается распределением потоков топлива и дутьевого воздуха. На фигуре показано два варианта схемы распределения распыленных струй водоугольного топлива и потоков дутьевого воздуха, подаваемых через диагонально расположенные фурмы зажигательного горна. Форсунки подачи мазута для разогрева горна и зажигания ВУТ, которые установлены параллельно с форсунками ВУТ, условно не показаны.

На схеме "а" представлено крайнее (граничное) отклонение параллельных плоскостей, в которых расположены оси фурм для подачи распыленных струй ВУТ и части вводимого воздуха, от плоскости, перпендикулярной к оси агломашины, в одну сторону (угол α, когда струи распыленного топлива и части дутьевого воздуха, выходящие из фурмы, ближайшей к загрузке шихты, направлены в сторону разгрузки шихты, на схеме "в" - в другую (угол β), когда вышеуказанные струи направлены в сторону загрузки шихты.

Как видно из чертежа, подачу распыленного топлива совместно с частью дутьевого воздуха осуществляют двумя встречными струями через диагонально расположенные фурмы, оси которых расположены в двух вертикальных плоскостях, параллельных между собой и составляющих с плоскостью, перпендикулярной к оси агломашины углы, обеспечивающие равномерный прогрев всей ширины поверхности ленты аглошихты.

При этом увеличение соответствующего угла в одну сторону (α>arctg а/c) приведет либо к встречному столкновению струй распыленного топлива и прогреву шихты только в районе оси агломашины, т.е. к неравномерному нагреву верхнего слоя аглошихты, либо (при β>arctg b/c) к чрезмерному "размазыванию" горящего факела на большой длине ленты агломерата и недостаточному прогреву верхнего слоя.

Здесь
а - расстояние между центрами устьев фурм на одной стороне горна;
b - расстояние от внутренней стенки горна со стороны загрузки аглошихты до центра устья ближайшей фурмы;
c - ширина горна агломашины в плоскости расположения центров устьев фурм;
Ввод остальной части дутьевого воздуха через две другие фурмы потоками, направленными в сторону смежных с ними фурм, создает вращательное движение горящих потоков распыленного топлива и образующихся газов, что обеспечивает равномерный температурный режим по всей площади горна. Кроме того, организованная подача образующейся смеси дутьевого воздуха (вторичного) с горячими газами к корню факела водоугольного топлива стабилизирует горение топлива и поддерживает необходимую температуру для зажигания аглошихты. В результате происходит полное выгорание распыленного топлива и, как указывалось выше, достигается равномерность температурного режима в горне агломашины.

Для повышения стабильности горения ВУТ осуществляют нагрев дутьевого воздуха до 150-300^oC. Более высокая температура нагрева используется для водоугольного топлива, приготовленного из углей с выходом летучих менее 40%. Для углей с выходом летучих более 40% достаточно нагреть воздух до 150^oC. Для эффективного зажигания водоугольного топлива и стабильного последующего горения необходимо подавать дутьевой воздух в зажигательный горн двумя потоками: один (первичный воздух) поток совместно с распыленным топливом, другой (вторичный воздух) - отдельно. Совместно с распыленными струями водоугольного топлива подается 15-60% дутьевого воздуха. Указанное значение (15-60%) обусловлено типом угля, из которого приготовлено водоугольное топливо. Для ВУТ, приготовленного из углей с высоким выходом летучих (более 40%), количество дутьевого воздуха, подаваемого совместно с распыленным топливом, составляет 60%, а для углей с низким выходом летучих (менее 10%) - 15%. Остальной дутьевой воздух вводят в зажигательный горн отдельно через две другие фурмы. Указанное распределение дутьевого воздуха обеспечивает более полное сгорание водоугольного топлива в зажигательном горне, способствует созданию равномерного температурного режима, что в конечном итоге повышает качество агломерата по всей ширине ленты агломашины.

Кроме того, использование водоугольного топлива в зажигательном горне агломашины взамен обычного жидкого топлива (мазута) обеспечивает получение существенного экономического эффекта вследствие того, что стоимость 1 ТУТ водоугольного топлива более чем в 3 раза меньше соответствующего значения для мазута.

Достижение поставленной цели подтверждается примером реализации предложенного способа зажигания аглошихты в зажигательном горне агломашины N 1 на Абагурской аглофабрике ОАО "Кузнецкий металлургический комбинат (г.Новокузнецк).

Установка по подаче водоугольного топлива в зажигательный горн агломашины N 1 состояла из автоцистерны с ВУТ, насосного агрегата с перистальтическим насосом НП-25, фильтра, циркуляционного контура, выполненного из труб D_y= 50 мм с установленными запорной арматурой и приборами: манометр и термометр. Зажигательный горн оборудован четырьмя горелочными устройствами (фурмами) для установки форсунок. Для подачи ВУТ в зажигательный горн были установлены две форсунки в фурмы (горелочные устройства). Подача мазута при розжиге горна осуществлялась через две форсунки, установленные в двух других горелочных устройствах. Распыление ВУТ осуществлялось компрессорным воздухом. Подача дутьевого воздуха осуществлялась через все четыре горелочных устройства, при этом часть воздуха (60%) подавалась через два горелочных устройства, в которых установлены форсунки ВУТ, остальная часть (40%) - через два других горелочных устройства.

Характеристика использованного ВУТ представлена в табл.1.

Водоугольное топливо доставлялось на аглофабрику автотранспортом с головных сооружений углепровода Белово- Новосибирск (г. Белово).

Техническая характеристика агломашины и зажигательного горна представлена в табл.2.

Температура факела топлива в горне замерялась оптическим прибором "Проминь". Качество агломерата оценивалось визуально в хвосте агломашины в зоне разгрузки.

Испытания проводились в следующих технологических режимах по схеме:
I - работа агломашины при подаче в зажигательный горн жидкого топлива - мазута - через две форсунки, установленные в диагонально расположенных фурмах;
II - работа агломашины при подаче в зажигательный горн жидкого топлива - мазута - через одну форсунку и жидкого топлива-ВУТ через форсунку напротив, установленную на противоположной стороне горна;
III- работа агломашины при подаче в зажигательный горн жидкого топлива-ВУТ через две форсунки, установленные в диагонально расположенных фурмах.

Результаты испытаний представлены в табл.3.

Как показали результаты испытаний, при сжигании водоугольного топлива обеспечивается устойчивое зажигание шихты по всей ширине ленты агломашины при равномерной температуре факела в зажигательном горне. Экономический эффект при эквивалентной замене мазута на ВУТ на Абагурской аглофабрике составляет более 1,0 млн. рублей в год на каждые 10% мазута. В настоящее время разрабатывается проект перевода всех зажигательных горнов агломашин на сжигание ВУТ. Подача мазута в горн осуществляется только для зажигания ВУТ, что составляет не более 5% всей потребности.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству агломерата. Способ включает подачу распыленного жидкого топлива и части дутьевого воздуха через фурмы с форсунками. В качестве жидкого топлива используют водоугольное топливо (ВУТ). При этом совместную подачу распыленного жидкого топлива и части дутьевого воздуха осуществляют встречными струями через фурмы. Оси фурм расположены в вертикальных плоскостях, параллельных между собой и составляющих с плоскостью, перпендикулярной оси агломашины, угол, обеспечивающий равномерный прогрев поверхности аглошихты, по всей ширине аглоленты. Ввод остальной части дутьевого воздуха производят через две другие фурмы потоками, направленными в сторону смежных с ними фурм для подачи распыленного жидкого топлива и части дутьевого воздуха. Кроме того, дутьевой воздух нагревают до температуры 150 - 300^oC, а количество воздуха, подаваемого совместно с водоугольным топливом, поддерживают в количестве 15 - 60% от всего дутьевого воздуха, вводимого в зажигательный горн. Изобретение позволит обеспечить устойчивое зажигания шихты по всей ширине ленты агломашины при равномерной температуре факела в зажигательном горне, а также получить экономический эффект за счет замены мазута на ВУТ. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 3 табл.

1. Способ зажигания аглошихты в зажигательном горне агломашины, включающий подачу распыленного жидкого топлива и части дутьевого воздуха через фурмы с форсунками, отличающийся тем, что в качестве жидкого топлива используют водоугольное топливо, при этом совместную подачу распыленного жидкого топлива и части дутьевого воздуха осуществляют встречными струями через фурмы, оси которых расположены в вертикальных плоскостях, параллельных между собой и составляющих с плоскостью, перпендикулярной оси агломашины, угол, обеспечивающий равномерный прогрев поверхности аглошихты, по всей ширине аглоленты, а ввод остальной части дутьевого воздуха производят через две другие фурмы потоками, направленными в сторону смежных с ними фурм для подачи распыленного жидкого топлива и части дутьевого воздуха. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дутьевой воздух нагревают до температуры 150-300°С, а количество воздуха, подаваемого совместно с водоугольным топливом, поддерживают в количестве 15-60% от всего дутьевого воздуха, вводимого в зажигательный горн.