Способ агломерации и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК C22B1/20 

Изобретение относится к металлургии, а именно к аг ломерации, и может быть использовано при термической обработке материалов на конвейерных агломерационных машинях.

Цель изобретения - повышение концентрации кислорода в горновом газе и производительности агломераг1ионной машины Оез увеличения затрат на топливо .

На фиг. 1 изображено устройство для агломерации, продольный разрез; на фиг. 2 - то ;ке, вид сверху.

Устройство, устанавливаемое на

агломерационной мааиине

состоит из

основной камеры 2 зажигания шихты и примыкающей к ней камеры 3 нагрева газа (окислителя кти топлива), включающей участки, 4, 5 и 6 и содержащей боковые стенки 7, рекуператив- ш.те нагреватели 8, установленные с 3a30paNfn и образующие свод, горелки 9, расположенные между рекуперативными нaгpeвaтeля я 8 участка 5 камеры 3 нагрева газа, расггределительные коллекторь 10 и 11 холодного окислителя и холодног О топлива . собирательные коллекторы 12 и 13 горячего топлива или горячего окислителя соответственно, т-орелки 14 основной камеры 2 зажигания. Рекуператив1Пз1е нагреватели 8 соединены параллельно или попарно-параллельно с коллекторами 10 и 13 холодного окислителя и горячего окислителя соответственно патрубками 15 и 16 или с коллекторами 1 и 12 холодного топлива или горячего топлива соответственно патрубками 17 и 18. Горелки 9 соединены с коллекторами 10 и II холодного окислителя и холодного топлива патрубками 19 и 20. Коллекторы 13 горячего ок1гслителя соединены с распределительными коллекторами 21, а коллекторы 12 горячего топлива соединены с распределительными коллекторами 22, К коллекторам 21 и 22 присоединены горелки 14 основной ка- epы 2 зажигания. На коллекторах 10, 11, 21 и 22 устанойпены регулирующие заслонки 23 и устройства 24 для из- мерения расходов окислителя и топлива. Лтя уменьшения потерь тепла рекуперативные нагреватели 8 укрыты споем изоляционного материала. Теплоизолированы также патрубки 16, 18 и коллекторы 12 и 13,

Длину L, участка 4 камеры 3 нагрева газа выбирают применительно к конкретным условиям ведения процесса

агломерации с таким расчетом, чтобы величина отношения продолжительности первой стадии нагрева газа (окислителя или топлива) t, к продолжительности спекания шихты по всей высоте

слоя tjn находилась в пределах 0,045- 0,080. Длину В2 участка 5 принимают равной (0,6-0,9)1,,, а дпину L участка 6 равной ( 1 , 3-1, 7) TJ, . Этим обеспечивается поддержание продолжительности второй и третьей стадий наг-ре- ва газа в пределах (0,026-0,084)tcn и (l,3-I,5)t, соответственно.

Продолжительность третьей стадии нагрева tj выбрана исходя из сопоставления количества тепловой энергии, передаваемой нагреваемому газу (окислителю или топливу) материалом поверхностного пласта слоя, и энергии, расходуемой на транспортировку газа через рекуперативные нагреватели.

Способ осуществляют следующим образом.

На агломерационную машину 1 загружают слоем спекаемый материал (шихту). В горелки 14 из коллектора 22 подают холодное газовое топливо, а из коллектора 2 - холодный окислитель. Смесь топлива и окис лителя сжигают в объеме основной камеры 2 зажигания. Образовавшиеся продукты сгорания просасывают через слой спекаемого материала. Содержащееся в шихте

верхнего пласта топливо воспламеняется и сгора-гт. Под действием вьще- ляющейся теплоты шихты (материал) спекается. По выходе из камеры 2 зажигания материал проходит последовательно через участки 4, 5 и 6 камеры 3 нагрева газа. Поверхностный пласт материала, разогретый до 1173 К и выше, излучает тепловую энергию на тепловоспринимающие поверхности рекуперативных нагревателей 8. В горелки 9 участка 5 камеры нагрева газа подают газовое топливо из коллектора 11 и окислитель из коллектора Ю; образовавшуюся смесь топлива и

окислителя сжигают над слоем спекаемого материала.„

Холодный газ (окислитель или топливо), поступающий из коллектора 10 или 11, разделяют на три потока, про

314

дувают через рекуперативные нагревА- тели 8 участков 4, 5 и 6 камеры 3 нагрева газа и нагревают тепловой энергией., излучаемой поверхностным пластом спекаемого материала -в три стадии, причем на второй стадии газ дополнительно нагревают тепловой энегией, выделяющейся при сгорании газового топлива над слоем спекаемого материала на участке 5 камеры 3 на- .грева газа. Количество газа (окислителя или топлива, продуваемого чере

рекуперативные нагреватели 8 участков 4, 5 и 6 камеры нагрева газа, измеряют устройствами 24 и регулиру- ют за&лонками 23.

Изменением скорости движения паллет и высоты слоя спекаемого материала продолжительность первой стадии нагрева газа поддерживают равной 0,045-0,08 продолжительности спекания материала по всей высоте,слоя.

Нагретый в рекуперативных нагревателях 8 газ (окислитель или топли- во) по патрубку 16 подают в коллекторы 13 или 12, смешивают с гаЗом, поступающим из рекуперативных нагревателей участков 4 и 6, а за-тем через коллекторы 21 или 22 в горелки 14 ос- новной камеры 2 зажигания.

П р и м е р 1. На агломерационной машине, оборудованной зажигательным горном и установленными за ним рекуперативными нагревателями, процесс агломерации проводят известным способом. Офлюсованную топливосодержашую шихту с содержанием в железорудной части 90% концентрата магнитного обогащения и 10% гематитовой железной руды смешивают, увлажйяют и окомковы- вают. Окомкованную шихту загружают на колосниковую решетку агломерационной машины слоем высотой 290 мм и нагревают прососом продуктов сгорания га- зового топлива, для чего в зажигательном горне сжигают 2290 м газового топлива с теплотворной способностью 13,35 МДж/м. Через рекуперативные нагреватели продувают 13100 м холодного воздуха и нагревают тепло- вой энергией, излучаемой поверхностным пластом спекаемого материала. Нагретый воздух подают в горелки зажигательного горна и используют для сжигания газового топлива. При температуре воздуха 423 К в продуктах сгорания газового топлива содержится 7,2% кислорода. Производительность

6

4

агломашины по годному агломерату Р 0,97 т/м горячий час принимается яа 100%.

П р и м е р 2. На агломерационной -: 1Шине установлена основная камера шихты и примыкающая к ней камера нагрев.з газа (воздуха;, включающая три участка с соотношениями длин L, :L,-1:0,6 и I, : 1. 1: 1 , 3. Между рекуперлтигптыми нагрерателями участке- 5 кам еры нагрева установлена трубчатая горелка для сжигания газозс- го топЛУ1ва, Процесс агломерации шихты проводят как в примере 1. Холодный воздух в количестве 13100 м разделяют на три потока в соотношении 1: :0,35:0,70 и продувают через рекуперативные нагреватели участков 4, 5 и 6 камеры нагрева газа и нагревают в три стадии тепловой энергией, излучаемой

поверхностным пластом спекаемого материала. На второй стадии воздух дополнительно нагревают тепловой энергией, выделяющейся при сгорании газового топлива над слоем спекаемого материала. Для этого в трубчатую горелку участка 5 камеры нагрева пода-г ЮТ 425 м газового топлива. При отношении продолжительностей первой t, и второй t стадий к продолжительности спекания шихты всего слоя 0,070 и 0,042 соответственно воздух нагревают до 573 К, а затем подают в горелки основной камеры зажигания, где используют, как в 1.

Аналогично проводил} опыты по примерам 3-13 с различными значениями высоты слоя Hj., скорости спекания тих- ть , соотношений t, :t(. и t,

Изменения температур нагрева воздуха Tjj, содержание кислорода 0,- в продуктах сгорания газового то.-лива в основной камере зажигаш1я и удельной производительности агломашины Р в зависимости от соотношений t,it и tj :tpj, приведены в таблице.

Из данных таблицы следует, что повьш1ение концентрации кислорода в горновом газе (продуктах сгорания газового топлива) и производительности агломашины без увеличения суммарных затрат на топливе (3 т) (твердое и газовое) для ведения процесса агломерации достигается при отношениях продолжительности первой t, и второй t стадий нагрева газа (окислителя или топлива) к .продолжительности спе5U236I4

шихты по всей высоте слоя, рав- ЛИБО

нагр дии, тель сжиг ала, ност ва г

Hbix 0,045-0,08 и 0,026-0,084 соответственно. При t, :- . 0,045 и .c 0,026, а также при t, :tj.0,08 и j.s-0,084 повьппение ко гщентрапнй кислорода в горно зом газе и производительности агломллчнны достигаются только при увеличении затрат на топливо, расходуемое на ведение процесса агломерации.

Результаты спекания шихт из желе- зерудкых материапов, резко отличаю- по химическому и минералогическому составам, позволяют заключить, что при изменении степени черноты спека поверхностного пласта отношения t, :t,,p и t,j;t, rv находятся в пределах

0,045 t, /г,. 0,084.

0,08 и 0,026

tcn

Формула изобретения

1. Способ агломерации, включающий дозирование и смешение компонентов шихты, увлажнение и окомкование смеси, загрузку окомкованной шихты на колосниковую решетку агломерационной MaiuHHbi, нат рев ее прососом продуктов

сгорания газового топлива, продувку холодного газа через рекуперативные нагреватели над слоем спекаемого материала, подачу нагретого газа в го- репки основной камеры зажигания, смешивание с топливом или окислителем и скига11ие смеси, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью повышения концентрации кислорода в горновом газе и производительности агломерационной машины без увеличения затрат на топ-

0

, газ разделяют на три потока и нагревают соответственно в три стадии, причем на второй стадии дополнительно подают газообразное топливо и сжигают над слоем спекаемого материала, при этЬм отношение продолжитель- ностей первой и второй стадий нагрева газа к продолжительности спекания материала по всей высоте слоя устанавльи.эют от 0,045 до 0,08 и от 0.026 до 0,084 при продолжительности третьей стадии, равной 1,3-1,5 продолжительности первой стадии.

52. Устройство для агломерации, установленное над лентой агломерационной машиш 1 и содержащее основную камеру зажигания шихты и примыкающую к ней камеру нагрева газа, включающую

0 боковые стенки, рекуперативные нагреватели, установлешгые с зазорами и образующие свод, распределитель m,ie коллекторы холодного окислителя и холодного газового топлива, соби5 рательные коллекторы горячего газа, соединенные патрубками с распредели- тельн1 1ми коллекторами окислителя или топлива основной камеры зажигания, к которым присоединены горелки, о т0 л и чающееся тем, что камера нагрева газа разделена на три участка, которые расположены последовательно по длине агломерационной ма- FiHHbi, и с 1абжена топливосжигаю да ми

горелками, размещенными между рекуперативными нагревателями второго участка, при этом соотношения длин первого и второго участков и первого и третьего участке;: равны 1: (0,6-0,9) и I:(l,3-l,7) соответственно.

Изобрете.нне относится к области металлургии, а именно к агломерации, и может быть использовано при термической обработке материалов на конвейерных агломерационных машинах. Цель изобретения - повышение концентрации кислорода в горновом газе и производительности агломерационных машин без увеличения затрат на топливо. Приготовленную шихту загружают на агломашину и зажигают горелками зажигательного горна. Окислитель или топливо, поступающие в горелки, разделяют на три потока и нагревают в рекуперативных нагревателях, расположенных тремя секциями за зажигательным горном над слоем агломерата, причем поток, Harpesaehbiii во второй секции дополнительно нагревают тепловой энергией, выделяющеГюя при сжигании газового топлива над сл.зем спекаемого материала. При этом отногаения про- должителъностей нагрева первого и второго потоков газа в соотзетству- ЮП1ИХ секциях к продолжительности спекания материала устанавливают равными 0,045-0,08 и 0,026-0,084 соответ- ственно, а третьего потока - 1,3-1,5 продолжительности первого потока. ycTpofiCTBO для осуществления способа устанавливается над лентой агломаши- ны и содержит основную камеру зажигания и примыкающую к ней камеру нагр - на газа, включающую бокг пые стенки, рекуперативные нагреватели, установленные с зазорами и образующие СЕОД, распределительнь}е коллекторы холодного окислителя и холодного газового топлива, собирательные коллекторы горячего газа (окислителя или топлияа) , соединенные патрубкам -т с распределительными коллекторами скислителя или топлива основной камеры сжигания, к которым присоединень; горелки. Камера нагрева газа разделена на три участка при соотношении длин первого и второго участков и первого и третьего участков 1:(0,6-0,9) и :(1,3-1,7) соответственно, а между рекуперативными нагревателями второго участка размещены топливосжигающие горелки. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. сл с: 4: to оо 05

100,0 О

101,1 -0,009

101,0 0,012

102,0 -0,025 102,0 -0,001

В железорудной части шихты содержалось 86% железной руды и 14% концентрата мокрого магнитного обогащения,

В железорудной части шихты содержалось 69% железной руды и 31% концентрата мокрого магнитного обогащения.

25 12 f6 15 W 13 11 Ю 20 98 17 fff

I/ / I 11 I / / i

ff л. 1tI I I I / / / / / /

anicjiiimeflt

00

Ql/9UJni/3n /0

r

«Nj

CXJ