Шахтная печь Советский патент 1986 года по МПК C21B13/02 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для прямого получения железа и обжига кусковых материалов.

Целью изобретения является увеличение производительности путем улучшения равномерности газораспределения в слое. ;

Н фиг. 1 представлена конструктивная схема шахтной печи; на фиг. 2 узел ввода восстановительного газа и расположения конуса-рассекателя.

Шахтная печь 1.состоит из одной или нескольких зон, включая зону 2 восстановления и охлаждения 3 устройства загрузки материала с трубами 4 и выгрузки металлизованкого продукта 5, устройства 6 для ввода охлаждающего Таза и для отвода этог газа из печи 7. Для ввода восстановительного газа в зону 2 восстановления .служит фурменная система 8 с газовь1ми окнами, из которых восстановительный газ поступает в полость 9, образованную углом естественного откоса материала и стенками шахты. По оси печи расположен конус-рассекатель 10, который крепится в печи по ее оси с помощью водоохлаждаемых и футерованных: балок 11. Отработанный восстановительный газ отводится через гааоотвод 12.

Шахтная печь работает следующим образом.

Холодный материал по трубам 4 опускается в шахтную печь, образуя плотный слой, который движется вниз под действием гравитационных сил, последовательно проходит все зоны обработки технологическими -газами и выгружается из печи разгрузочным устройством. Восстановительный газ через фурменную систему 8 вводится в полость 9, фильтруется через слой материала и выводится из печи через газоотвод 12. Вследствие того, что конус-рассекатель 10 разрыхляет центральные слои материала и увеличивает порозность слоя по центру, восстановительному газу облегчается доступ к центральным частям печи и улучшается интенсивность обработки материала. Это важно для крупных шахтных печей со значительным поперечным сечением шахты.

Соотношение высот сопряженных конусов определяется отношением Г§о(.(фиг. 2). Угол устройства ввода дутья не может быть меньше угла естественного откоса материала (для окатьш1ей 30°) , поскольку его дальнейшее уменьшение.

приводит к ухудшению схода материала и способствует образованию зависаний материала. С другой стороны, увеличение угла )3 свьш1е 50 приводит к ухудшению газораспределения, связанному с эффектом использования

наклонных фурм (их аналогом является образующая угла . и образующая угла естественного откоса материала ), которые имеют оптимальный угол наклона, близкий к 45°.

Угол ot должен всегда быть меньше угла естественного откоса материала. Причем он должен быть таким, чтобы образовать полость между материалом

и стенками печи в области ввода дутья; Уменьшение угла с/ ниже 20° ограничивается конструктивными соображениями, обеспечивающими прочность узла ввода газа в печь.

Отношение диаметра пережима к диаметру верхней шахты определяется из условий необходимости создания равномерного газораспределения путем приближения места ввода дутья к

центру печи. Экспериментальные исследования показали, что величина е (фиг. 2) имеет оптимальное, с точки зрения равномерности газ ораспределе- ния, значение, равное 0,15 диаметра шахты. Кроме того, увеличение расхода кинетической энергии дутья способствует образованию струйного течения и влечет за собой необходимость уменьшения е. Уменьшение е до величины меньше 0,05 диаметра шахты нецелесообразно, поскольку приводит к периферийному ходу газового потока.

Угол при вершине и площадь основа- ния конуса-рассекателя должны быть выбраны из условия достаточного его воздействия на слой материала. При этом должны быть обеспечены условия схода материала. В связи с этим угол прИ;;вершине не должен превьш1ать

120 , поскольку угол, образованный обра- зукицей конуса и его основанием, должен быть больше угла естертвенного откоса материала ) . С другой стороны, этот угол не следует уменьшать

меньше 100 , поскольку в этом случае он будет острым и не будет выполнять своих функций, как разрыхлитель.

Отношение площади основания конусй-разрыхлителя к площади живого сечения верхней шахты печи выбрано из этих же соображений. Нижний предел отношения О,15 определяется из условия разрыхляющего воздействия конуса на слой. Уменьшение площади основания меньше этого соотношения приводит практически к независимости газораспределения от наличия конуса. Увеличение отношения площади основания конуса к площади шахты вьште 0,35 приводит к нарушению схода материала и ухудшению стабильности работы печи.

Использование пережима шахты в области ввода восстановительного газа, образующего совместно с поверх- ностью материала в полости 9 непрерывный пояс наклонных фурм, также

2112984

способствует улучшению равномерности обработки материала как в центральных и периферийных частях печи, так и в угловом (по окружности) направ- 5 лении.

Более высокий уровень равномерности газораспределения в объеме шахтной печи, создаваемый несложными

10 устройствами, позволяет использовать предложение на существующих печах с увеличением производительности до 15-20%, а также создать шахтную печь для металлизации железорудных мате,5 риалов диаметром до 10 м. При этом снижаются эксплуатационные расходы, капитальные затраты на :строительство, а также уменьшается удельный расход тепла.

12

j5

fpuft

//

фиг.г

/О

вниипи

Тираж 552

Заказ 611/31 Подписное

Филиал ППП Патент

г. Ужгород, ул.Проек тн ая, А