СПОСОБ ТРЕХСТАДИЙНОЙ СУШКИ ОКАТЫШЕЙ НА ОБЖИГОВОЙ КОНВЕЙЕРНОЙ МАШИНЕ Российский патент 2009 года по МПК C22B1/20 

Изобретение относится к области подготовки железорудного сырья в черной металлургии и, в частности, к производству железорудных окатышей.

Известно, что наиболее узким местом в технологии производства железорудных окатышей на обжиговой конвейерной машине является процесс сушки слоя и от организации технологии сушки зависит производительность машины (Некрасова Е.В., Буткарев А.П., Майзель Г.М., Еременко Т.В. Параметры сушки окатышей из концентратов разных месторождений. В сб. «Совершенствование тепловой работы и конструкций металлургических агрегатов». М.: Металлургия, 1982, с.5 - 9) [1].

Известен способ трехстадийной сушки окатышей, включающий просос теплоносителя и нагрев слоя окатышей ступенчато, при этом продолжительность ступеней составляет 10-15, 15-35 и 50-70%, а температура теплоносителя 350-500, 600-800 и 1000-1350°С (SU 870469, С22В 1/24, 07.10.1981) [2].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ трехстадийной сушки, согласно которому осуществляют предварительную (первую) сушку продувом снизу вверх теплоносителя с температурой 250-500°С для разогрева нижних горизонтов слоя до температур, превышающих температуру точки росы, после чего на второй стадии, составляющей 10-15% от суммарной продолжительности сушки, слой окатышей выдерживается при температуре теплоносителя, равной 0,3-0,5 температуры теплоносителя на первой стадии (75-250°С), а затем окатыши подают в стадию 3 сушки, в которой температуру теплоносителя увеличивают в 2,5-3,5 раза, т.е. до 190-875°С (SU №1222694, С22В 1/14 от 07.04.1986) [3].

Недостатком известного технического решения является то, что температура теплоносителя в начале завершающей стадии сушки является очень низкой даже при сушке переувлажненных окатышей. Как показали исследования [1], температура «шока» (разрушения) сырых окатышей превышает 400°С, поэтому такая низкая температура сушки замедляет процесс сушки. Кроме того, повышение на завершающей стадии температуры в 2,5-3,5 раза позволяет установить температуры на уровне 250-600°С. Такая температура также недостаточна для интенсивной сушки, но при низкой температуре в начале завершающей стадии сушки и малом времени (10-15% от общего времени сушки) поднимать температуру выше нельзя из-за возможности разрушения сырых окатышей верха слоя. Такой способ сушки слоя сырых окатышей является неэффективным и не позволяет интенсифицировать процесс сушки.

Задачей изобретения является создание такого режима сушки обожженных окатышей, который позволил бы интенсифицировать процесс при сохранении целостности исходных окатышей.

Поставленная задача решается тем, что способ включает первую стадию сушки с фильтрацией теплоносителя с температурой 250-400°С, снизу вверх и две стадии сушки с фильтрацией теплоносителя сверху вниз, при этом на первой стадии время сушки составляет 30 - 40% от общего времени сушки при скорости фильтрации 1,3-1,5 м/с, а на второй и третьей стадиях время сушки на каждой стадии - по 30-35% от общего времени сушки при скорости фильтрации 0,8-1,0 м/с, с температурой теплоносителя на второй и третьей стадиях 250-400°С и 500-800°С, соответственно.

В предлагаемом изобретении процесс сушки слоя сырых окатышей разделяется на три стадии. На первой стадии сушки продувом основная задача - нагреть и подсушить окатыши нижних горизонтов слоя, чтобы после реверса теплоносителя (переход на просос) избежать переувлажнения низа слоя и предотвратить сминание и разрушение окатышей нижних горизонтов. Сушка слоя продувом неэффективна, так как теплота газа расходуется на нагрев обжиговых тележек и донной постели, кроме того, часть теплоты газов теряется с утечками через неплотности поперечных и продольных уплотнений. Поэтому при температуре газов 250-400°С в слой сырых окатышей поступает теплоноситель с температурой 150-250°С. Верхний предел температуры ограничивается возможностями дымососов. Время сушки на первой стадии 30-40% от длительности всей сушки находится в прямой зависимости от высоты слоя. Важно также при такой температуре поддерживать оптимальную скорость фильтрации теплоносителя в пределах 1,3-1,5 м/с, что обеспечивает оптимальную интенсивность тепло- и массопереноса в слое окатышей, не увеличивая время на процесс при низком расходе топлива.

На второй стадии, когда на поверхность слоя выносится избыточная влага, главная задача - не допустить разрушения переувлажненных окатышей верха слоя, но в то же время вести интенсивную сушку слоя с прососом теплоносителя с максимально возможными параметрами по температуре 250-400°С. Тем самым окатыши готовятся для интенсификации процесса сушки теплоносителем с более высокими параметрами на третьей стадии. На третьей стадии процесс сушки осуществляют теплоносителем с температурой 500-800°С в зависимости от исходной влажности окатышей. В зависимости от высоты слоя на второй и третьей стадиях время сушки составляет по 30-35% от общего времени сушки на всех стадиях при скорости фильтрации теплоносителя 0,8-1,0 м/с.

Высокая эффективность процесса сушки обеспечивается максимально возможными параметрами теплоносителя, как по температуре, так и по скорости фильтрации в зависимости от исходной влажности окатышей и высоты слоя.

Например, для слоя сырых окатышей высотой 300 - 340 мм на обжиговой машине ОК-520 при общей площади зоны сушки - 6,5 газовоздушных камер - оптимальное распределение камер составляет:

Сушка 1 - 2,5 камеры - I стадия (τ=300°С, v=1,4 м/с).

Сушка 2 - 2,0 камеры - II стадия (τ=350°С, v=0,8 м/с).

Сушка 3 - 2,0 камеры - III стадия (τ=750°С, v=0,9 м/с).

Увеличение стадии сушки 1 свыше 2,5 камер увеличит продолжительность сушки окатышей, так как сушка продувом теплоносителя (снизу - вверх) неэффективна, а при секции менее 2,5 камер не хватит времени для прогрева низа слоя до 150°С. При реверсе теплоносителя в последующих секциях низ слоя может переувлажниться, и произойдет сминание окатышей.

Увеличение стадии сушки 2 свыше 2-3-х камер также увеличит время сушки, так как здесь окатыши сушатся низкотемпературным теплоносителем (до 400°С). Уменьшение стадии сушки 2 до 1,0-1,5 камер не позволит подсушить окатыши верха слоя и в секции 3, где температура теплоносителя составляет свыше 500°С, они разрушатся вследствие «теплового удара».

Таким образом, предлагаемый режим позволит интенсифицировать сушку окатышей с сохранением их качества при оптимальных расходах теплоносителя, что в конечном результате положительно скажется на производительности обжиговой конвейерной машины в целом.

Изобретение относится к области подготовки железорудного сырья в черной металлургии, в частности к производству железорудных окатышей. Способ трехстадийной сушки включает первую стадию сушки с фильтрацией теплоносителя с температурой 250-400°С снизу вверх и две стадии сушки с фильтрацией теплоносителя сверху вниз. На первой стадии время сушки составляет 30-40% от общего времени сушки при скорости фильтрации 1,3-1,5 м/с, а на второй и третьей стадиях сушки на каждой стадии - по 30-35% от общего времени сушки при скорости фильтрации 0,8-1,0 м/с. Температура теплоносителя на второй и третьей стадиях составляет 250-400°С и 500-800°С соответственно. Изобретение позволит интенсифицировать процесс сушки слоя окатышей в три стадии с максимально возможными параметрами теплоносителя, оптимальным распределением времени сушки на каждой стадии в зависимости от исходной влажности окатышей и высоты слоя.

Способ трехстадийной сушки окатышей на обжиговой конвейерной машине, включающий первую стадию сушки с фильтрацией теплоносителя с температурой 250-400°С снизу вверх и две стадии сушки с фильтрацией теплоносителя сверху вниз, отличающийся тем, что на первой стадии время сушки составляет 30-40% от общего времени сушки при скорости фильтрации 1,3-1,5 м/с, а на второй и третьей стадиях сушки на каждой стадии - по 30-35% от общего времени сушки при скорости фильтрации 0,8-1,0 м/с с температурой теплоносителя на второй и третьей стадиях 250-400°С и 500-800°С соответственно.