Устройство для обработки агломерационной шихты паром Советский патент 1984 года по МПК C22B1/24 

offSod увлажнителя Изобретение относится к черной м таллургии, к подготовке сырья к доменной плавке, в частности к агломе рационному производству. Известное устройство для нагрева и увлаждения шихты, состоящее из кол лектора, проложенного в смесителе па раллельно водяной трубе. Коллектор имеет пять-шесть отводов, концы кото рых находятся в шихте. Устройство включает узел подачи пара в виде кол лектора с пароподводящими трубками и- образной формы С11. Недостатком устройства является то, что при использовании насыщенного пара или парогазоводяной эмульсии основная масса конденсата и избыток увлажнителя по ходу раздачи попадут слой шихты, процессы окомкования которой уже завершены. Это способствует снижению прочности гранул, увеличению их влажности и усложнению ведения процесса окомкования на оптимальном уровне. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для обработки агломерационной шихТы паром в барабане-окомкователе, содержа щее узел подачи пара в виде коллекто ра с пароподводящими трубками, разделенного перегородкой на две камеры, и установленный на входе в колЛектор соосно с ним узел распыления воды, выполненный в виде трубы Венту ри, в узкой части которой расположен штуцер для подвода воды С21. Недостатком известного устройства является применение форсунок тонкого распыления для насыщения продуктов сжигания газообразного топлива парами воды, которые при работе в аналогичных условиях нуждаются в периодической очистке от накипи и грязи. Кроме того, конструкция коллектора обеспечивает подачу 60-70% теплоносителя, обогащенного парами воды, на участке, равном всего 20-30% длины барабана окомкователя. Такая чрезмерная концентрация увлажнителя и те лоносителя ухудшает качество окомкования. При этом концентрация газа теплоносителя на ограниченном участке длины барабана окомкователя сопро вождается увеличением скорости газового потока, что интенсифицирует нагрев шихты на этом участке и снижает степень завершенности теплообменных процессов между газом и шахтой. Поэтому потоком газа уносится большое количество тепла, не усвоенное шихтой. Расположение коллектора вдоль горизонтальной оси вращения барабана окомкователя создает сток конденсата и увлажнителя в сторону разгрузки. В связи с этим известное устройство не обеспечивает подачу избытка воды и конденсата в начало зоны увлажнени происходящее переувлажнение сформированных гранул шихты в конце процесса окомкования приводит к ухудшению качества сгранулированной шихты, снажению ее газопроницаемости, следовательно, и к потерям производства агломерата. Целью изобретения являемся увеличение производительности, улучшение качества готового агломерата. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для обработки агломерационной шихты паром в барабанеокомкователе , содержащем узел подачи пара в виде коллектора с пароподводящими трубками, разделенного пе« регородкой на две камеры, и установленный на входе в коллектор соосно с ним узел распыления воды, выполненный в виде трубы Вентури, в узкой части которой расположен штуцер для подвода воды, коллектор наклонен на угол 1-3° к горизонтальной плоскости в сторону загрузки, а между торцом коллектора со стороны загрузки и срезом перегородки образована щель площадь которой равна 0,5-1,0 площади поперечного сечения коллектора.i Такое конструктивное решение обеспечивает нагрев шихтовых материалов насыщенным паром или парогазоводяной эмульсией до необходимой температуЕ, распределение избытка увлажнителя и конденсата в начале зоны увлажнения, надежную работу и хорошее диспергирование увлажнителя в парогазовой смеси, а также рациональное использование длины барабана-окомкова-J теля. На фиг. 1 показано устройство для обработки агломерационной шихты паром; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг,1 Коллектор сварен из швеллеров № 20 1 и 2 длиной 5 М, Между швеллерами 1 и 2 установлена перегородка 3, выполненная из металла 10 мм и разделяющая коллектор на две камеры: верхнюю 4 и нижнюю 5. К швеллеру, образующему нижнюю камеру, приварены пятнадцать сопел б, изготовленных из трубы 0 2, Весь коллектор наклонен в сторону загрузки на 2,5 к горизонту и закреплен.в подшипниковых опорах 7 и 8. Со стороны загрузки подшипник установлен на течке 9, а со СТОРОНЫзагрузки опора закреплена на кожухе 10 барабана-окомкователя 11. Верхняя и нижняя камеры соединяются щелью 12, образованной срезом перегородки 3 и наглухо заваренным торцом коллектора. Величина щели 380 см2, что равно 1,0 площади поперечного сечения коллектора. Наклон парового коллектора в стоону загрузки необходим для создаия надежного стока конденсата и

избытка увлажнителя из верхней камеры в зону начала окомкования.

Полученная пароводяная смесь из устройства для диспергирования воды, избыток увлажнителя и неизбежно появляющийся конденсат попадает в верхнюю камеру 4. При использовании наклонного в сторону загрузки шихты коллектора жидкая фаза стекает по перегородке 3 и через щель 12 и сопла 6 попадает в зону начала увлажнения. Следовательно, применение двухкамерного коллектора, наклоненного в сторону загрузки, исключает возможность попадания конденсата и увлажнителя в зону упрочнения гранул, что улучшает условия окомкования.

Таким образом, наклон коллектора на 1-3 к горизонту в сторону загрузки обеспечивает надежный сток конденсата и избытка увлажнителя.

В результате испытаний установлено, что зона подачи увлажнителя в слой шихты при использовании прототипа составляет 20-30%, что чрезмерно интенсифицирует процесс увлажнения. Паклон коллектора- от 3 до 1 позволяет подать на участке примерно 2/3 длины барабана 90-94% увлажнителя. Уменьшение угла наклона коллектора приводит к тому, что 20% увлсйснителя попадает в зону, где происходит упрочнение гранул, а это снижает прочность последних и увеличивает выход нежелательных крупных фракций (+10) .

Размер щели между торцовой стенкой коллектора и обрезом перегород,ки может изменяться от 0,5 до 1,0

площади поперечного сечения. Если щель, соединяющую камеры, выполнить меньше 0,5 площади поперечного сечения, в верхней камере образуется про тиводавление, что ухудшает условия увлажнения пара водой в трубе; Вентури. Увеличение величины щели свыше 1,0 площади поперечного сечения коллектора приводит к распределению влаги в конец зоны окомкования,

0 что ухудшает условия грануляции и снижает прочность гранул.

Исследование оптимальной величины щели и влияния угла наклона коллектора на распределение увлажнителя 5 по пароподводящим трубкам проведено на холодной модели с заменой пара воздухом. Труба Вентури одним концом подсоединена к коллектору, а другим к воздуходувке.

В качестве контролируемого пара0метра при исследовании влияния угла наклона коллектора йа распределение увлажнителя по пароподводящим трубкам по длине коллектора использовалось массовое количество увлажни5теля, выходящее через каждую пароподводящую трубку. При продолжительноети каждого опыта 3 мин и расходе воздуха 5 угол наклона коллектора изменяли от О до 5°. Результаты

0 опытов приведены в табл. 1. Данные опытов показывают, что при горизонтальном положении коллектора в начало окомкования подается около 50% всего увлажнителя, а другая половина

5 попадает в зону упрочнения гранул/ что отрицательно влияет на качество окомкования.

Таблица 1.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ ПАРОМ в барабане-окомкователе, содержащее узел подачи пара в виде кол; лектора с паро- ПОДВОДЯ1ЦИМИ трубками, разделенного перегородкой на две камеры, и установленный на входе в коллектор соосно с ним узел распыления воды, выпол ненный в виде трубы Вентури, в узкой части которой расположен штуцер для подвода воды, отличающеес я тем, что, с целью увеличения производительности и улучшения качества агломерата, коллектор наклонен на угол 1-3 к горизонтальной плоскости в сторону загрузки, а между торцом коллектора со стороны загрузки- и срезом перегородки образована щель, площадь которой равна 0,5-1,0 площади поперечного сечения коллектора.

При угле наклона зону на -чала окомкования попадает 65-80% увлажнителя, что позволяет добиться интенсификации процесса гр.ануляции агломерационной шихты.

Увеличение угла наклона свыше З не ухудшает условий увлажнения и грануляции шахты.

При исследовании влияния величины щели на-качество диспергирования увлажнителя в устройстве для увлажне60 НИН пара водой и распределения воды по длине коллектора в несущий поток воздуха подавали увлажнитель (воду) в количестве 75 г/м,

Качество диспергирования воды 5 зависит от скорости потока газа в

узкой части трубы Вентури. Чем больше скорость потока, тем лучше диспергируется вода, но так как от скорости потока зависит и разряжение в узкой части трубы Вентури, то по величине разряжения можно судить о скорости потока и качестве диспергирования. Наиболее высокое разряжение в узкой части трубы Вентури соответствует наиболее высокой скорости потока.

Данные эксперимента сведены в табл. 2.

I Т а б л и ц а 2