СПОСОБ СУШКИ ОКАТЫШЕЙ Российский патент 2004 года по МПК C22B1/24 

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей.

Известен способ сушки окатышей, включающий окомкование шихты с получением сырых окатышей, укладку окатышей на колосниковую решетку обжиговой машины, сушку окатышей, включающую нижнюю подачу горновых газов через слой с последующим реверсом газов (см. Вегман Е.Ф. Окускование руд и концентратов. М.: Металлургия, 1984, с.246-252).

К недостаткам способа относится низкая эффективность сушки окатышей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ сушки окатышей, включающий окомкование шихты на тарели окомкователя с получением сырых окатышей, образующих нисходящий, восходящий и циркулирующий потоки, предварительную сушку окатышей струями воздуха, укладку окатышей слоем на колосниковую решетку обжиговой машины, окончательную сушку, включающую нижнюю подачу горновых газов через слой с последующим реверсом теплоносителя (см. а.с. № 1747517, МПК⁶ С 22 В 1/24, 1992 г.).

Способ характеризуется недостаточной эффективностью сушки окатышей. Это обусловлено тем, что значительная часть энергии струи расходуется на ускорение окатышей и транспортировку их потоком воздуха. Повысить интенсивность сушки более динамичными (высоконапорными) струями затруднительно по причине разрушения сырых окатышей при ударе о борта тарели. При этом частично посушенные окатыши вновь попадают в сырой слой и влажность их повышается. Известный способ требует установки аспирационных зонтов, что усложняет режим сушки на окомкователе.

Задачей изобретения является сокращение длительности сушки окатышей и повышение производительности способа.

Указанная задача изобретения достигается в способе сушки окатышей, включающем окомкование шихты на тарели окомкователя с получением сырых окатышей, образующих нисходящий, восходящий и циркуляционный потоки, предварительную сушку окатышей струями воздуха, укладку окатышей слоем на колосниковую решетку обжиговой машины, окончательную сушку, включающую нижнюю подачу горновых газов через слой с последующим реверсом, причем предварительную сушку осуществляют путем продувки циркуляционного потока окатышей сверху вниз струями воздуха с температурой 20-250°С и давлением не менее 500 Па, причем с понижением температуры воздуха на каждые 20°С давление струй воздуха на слой увеличивают на 80-100 Па. Предварительную сушку окатышей можно осуществлять горячими горновыми газами.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Предварительная сушка окатышей осуществляется в рабочем пространстве окомкователя после завершения процесса окомкования и непосредственно перед выдачей влажных кондиционных окатышей из тарели. Для этого к циркуляционному слою, в котором влажные окатыши (d₀=15-17 мм) совершают циклическое движение с небольшой скоростью в течение 30-80 с, подводят вертикальную струю нагретого до 20-250°С высоконапорного (вентиляторного или компрессорного) воздуха и осуществляют продувку слоя влажных окатышей сверху вниз. Поток с высокой скоростью омывает влажные окатыши и фильтрует слой на значительную глубину (50-200 мм). Нагретый воздух, насыщаясь водяными парами от окатышей верхних горизонтов слоя, переносит влагу в нижние горизонты слоя, где она конденсируется на окатышах, находящихся внутри слоя на глубине 50-80 мм. Одновременно происходит срыв слабосвязанных частиц концентрата с поверхности окатышей и их транспортировка (вдувание) вглубь циркуляционного слоя. Внутри слоя наблюдается дефицит влаги и частиц шихты, поэтому повышение концентрации воды и сыпучих в глубине слоя при продувке интенсифицирует процесс окомкования и повышает выход годного. После продувки слоя перед выдачей подсушенных окатышей из тарели окомкователя они имеют пониженную (на 0,5-2,2%) влажность и более высокую прочность (на 10-15%) на сжатие и удар. Прочные окатыши менее подвержены разупрочнению при транспортных перегрузках на пути "окомкователь -конвейерная решетка". Подсушенные и подогретые до 30-70°С на тарели окомкователя окатыши на конвейерной обжиговой машине требуют меньшего количества тепла и времени на окончательную сушку, что повышает производительность способа сушки окатышей на 4,5-9,5%.

Использование для продувки циркуляционного слоя влажных окатышей струй воздуха с температурой 20-250°С позволяет интенсифицировать сушку материалов и повысить производительность технологического процесса получения окатышей, включая окомкование и термообработку. При температуре воздуха менее 20°С интенсивность сушки мала. При температуре более 250°С, напротив, интенсивность чрезмерно высокая, в результате чего снижается прочность сырых гранул, что противоречит задаче изобретения. Чтобы исключить разупрочнение окатышей верхних горизонтов слоя, но в тоже время обеспечить высокую скорость сушки окатышей предусматривается одновременно с понижением температуры воздуха на каждые 20°С, начиная с 250°С, повышать давление струи воздуха на 80-100 Па.

Давление струй воздуха для продувки слоя должно быть не менее 500 Па. Если давление воздуха будет менее 500 Па, то напора струи не хватит для эффективной подсушки верхних окатышей и переноса влаги внутрь слоя. Что противоречит задаче изобретения.

Нагревать струи воздуха можно непосредственно перед продувкой слоя, например, электронагревом. Либо горячими (200-250°С) горновыми газами, подведенными по отдельному (теплоизолированному) тракту из зоны охлаждения или рекуперации обжиговой машины.

Таким образом, за счет отличительных от прототипа признаков заявленный способ приобретает новые свойства: организация предварительной сушки окатышей непосредственно перед их выдачей из тарели; перенос влаги с поверхности слоя в глубину и ее конденсация внутри слоя; срыв слабосвязанных частиц с поверхности окатышей и перенос их потоком вглубь слоя; интенсификация окомкования гранул внутри слоя за счет создания повышенной концентрации влаги и сыпучих материалов; повышение производительности способа за счет сокращения длительности сушки.

Способ сушки окатышей реализуется на основе технической схемы, изображенной на чертеже.

Тарельчатый окомкователь 1 формирует нисходящий 2, восходящий 3, циркуляционный 4 потоки материалов и кондиционные окатыши 5. Предварительную сушку циркуляционного слоя осуществляют струями горячего воздуха 6. Кондиционные окатыши перемещаются транспортером 7 и укладываются слоем 8 на колосниковую решетку 9. На колосниковой решетке обжиговой машины осуществляют окончательную сушку окатышей на первой ступени 10 с помощью нижней подачи горновых газов (воздуха) и на второй ступени 11 с помощью реверсивной подачи теплоносителя.

Пример. Отработку способа сушки окатышей вели на окомкователе диаметром 0,62 м, установленном под углом в 45 град. к горизонту и вращающемся со скоростью 12 об/мин. После окомкования шихты и образования циркуляционного слоя кондиционных окатышей диаметром 15-17 мм с влажностью 9,5% материалы продували горячим воздухом, подаваемым от вентиляторной установки. Расход воздуха измеряли ротаметром РМ-63Г, давление воздуха определяли с помощью дифференциального микроманометра, температуру воздуха контролировали с помощью термопары. После продувки слоя и завершения предварительной сушки на тарели окомкователя окатыши загружали в установку типа "алгочаша" и выполняли окончательную сушку. Во время сушки отбирали образцы проб на влажность и прочность, после чего рассчитывали длительность сушки и производительность способа. Результаты опытов представлены в таблице.

Как видно из таблицы, повышение производительности способа сушки окатышей в пределах 4,5-9,5% достигнуто за счет сокращения длительности сушки на 9,1-18,5% (отн.). Эти параметры получены за счет предварительной сушки окатышей путем продувки циркуляционного слоя кондиционных окатышей на тарели окомкователя струями воздуха с температурой 20-250°С и давлением 500-1600 Па.

Изобретение относится к области черной металлургии. Способ включает окомкование шихты на тарели окомкователя с получением сырых окатышей, образующих нисходящий, восходящий и циркуляционный потоки, предварительную сушку окатышей струями воздуха, укладку окатышей слоем на колосниковую решетку обжиговой машины, окончательную сушку, включающую нижнюю подачу горновых газов через слой с последующим реверсом. Предварительную сушку осуществляют путем продувки циркуляционного потока окатышей сверху вниз струями воздуха с температурой 20-250°С и давлением не менее 500 Па, причем с понижением температуры воздуха на каждые 20°С давление струй воздуха на слой увеличивают на 80-100 Па. Изобретение позволит сократить длительность сушки окатышей и повысить производительность способа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Способ сушки окатышей, включающий окомкование шихты на тарели окомкователя с получением сырых окатышей, образующих нисходящий, восходящий и циркуляционный потоки, предварительную сушку окатышей струями воздуха, укладку окатышей слоем на колосниковую решетку обжиговой машины, окончательную сушку, включающую нижнюю подачу горновых газов через слой с последующим реверсом, отличающийся тем, что предварительную сушку осуществляют путем продувки циркуляционного потока окатышей сверху вниз струями воздуха с температурой 20-250°С и давлением не менее 500 Па, причем с понижением температуры воздуха на каждые 20°С давление струй воздуха на слой увеличивают на 80-100 Па.2. Способ сушки окатышей по п.1, отличающийся тем, что предварительную сушку осуществляют горячими горновыми газами.