Способ подогрева агломерационной шихты Советский патент 1989 года по МПК C22B1/14 

1

Изобретение относится к процессу окускования рудных материалов методом агломерации и может быть использовано в черной и цветной металлургии.

Целью изобретенная является снижение удельного расхода пара, интенсификация процесса спекания, улучшение условий труда.

Способ осуществляется следующим

образом.

При подаче водяного пара в окружении водяной пленки происходит соприкосновение части пара с, водяной рубашкой. При этом пар охлаждается, конденсируется в жидкость с выделением скрытой теплоты парообразования и передачей тепла водяной рубашке. Основная часть пара при достижении пересыпающегося слоя шихты также охлаждается и конденсируется в жидкость с выделением скрытой теплоты парообразования...

Подача пара на большую часть поверхности пересыпающегося слоя шихты с последующей конденсацией его в жидкость позволяет получить капиллярные мениски практически во всех точках контакта между частицами агломе- .рационной шихты и сконденсированными капельками воды. Это способствует увеличению капиллярного .сцепления между ними в сравнении с силами сцепления, возникающими при обьпном увлажнении и окомковании шихты. В конечном итоге повьш1ается степень окомкования шихты и, следовательно, улучшаются показатели процесса спекания -. повьш1ается производительность

4i)

9

31

агломашин при снижении удельного расхода топлива.

Наличие водяной оболочки, окружающей водяной пар, препятствует выделению пара в окружающее пространство внутри барабана-окомкова.теля и тем самым способствует практически полному использованию тепловой энергии пара. Отсутствие выбивания пара из рабочего пространства барабана- окомкователя улучшает санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала и снижает коррозионный износ близрасположенных металло конструкций.

При соотношении расхода пара и воды 0,42-0,58 для шихты, имеющей первоначальную влажность 1% и температуру 20 С, обеспеч,ивается одновре- менно подогрев шихты до 60-70°С и ее увлажнение до 6-8% (оптимальная влажность большинства агломерационных шихт) при истечении воды со скоростью 5-6 м/с. С повышением исход- ной влажности шихты соотношение расхода пара и воды повышают.на 0,07- 0,13 на каждый процент влаги. -Для исходной влажности шихты 1% при соотношении расхода пара и воды больше 0,58 в установившемся режиме работы

барабана-окомкователя при нагреве шихты до 70 С не достигается нение до оптимальной влажности, т,е. влажность шихты меньше 6%. При соот- ношении расхода пара и воды меньше 0,42 при нагреве до шихта становится переувлажненной. Массовая доля влаги в шихте превьш1ает 8%,

Скорость истечения воды 5-6 м/с выбирают из условий образования водяной рубашки (пленки) при минимальной кинетической энергии струи воды.. При скорости истечения водяной струи менее 5 м/с происходит разрьш водяной пленки. Через образующиеся полости пар выходит -в пространство барабана- окомкователя. Это ведет к потерям пара, ухудшает санитарно-гигиеничесг кие условия труда и вызывает допол-- нительную коррозию близрасположенных металлоконструкций. С увеличением скорости истечения воды (более 6 м/с) вследствие повышения кинетической энергии струи воды происходит разру- шение образующихся гранул шихты. Снижение качества окомкованной шихты приводит к згхудшению показателей процесса спекания.

В барабане-окомкователе на 2/3 его от начала загрузки агломерационной шихтой подается водяной пар в окружении водяной рубашки (пленки) при соотношении расхода пара и воды 0,42-0,58 при влажности шихты 1%. При использовании шихты с более высокой начальной влажностью соотношение расхода пара и воды повшают на 0,07-0,13. Скорость истечения воды 5-6 м/с.

С целью определения эффективности подогрева агломерационной шихты паром по известному и предлагаемому способам приводят лабораторные исслдования. Для исследований используют шихту, содержащую, %: сидерито- вая руда 43,8; бурые железняки 16,4 известняк 9,8; твердое топливо 5; возврат 25. Шихту массой 35 кг загружают в барабан диаметром 800 мм и длиной 1000 мм с числом оборотов 25 мин

Пример 1-2. Шихту по известному способу после смешивания и предварительного увлажнения до влажности 1% загружают в барабан-оком- кователь и подогревают пароводяной смесью, подаваемой из парогенератора, где смесь получают при расходе пара температурой 117 С, давлении 0,15 МПа и вода в соотношении 0,42- 0,58. Расход пара и воды контролируют по контрольно-измерительным приборам, установленным на подводящих паро- и водопроводах. Шихту подогревают до 60 и 70 С,

Качество окомкованной шихты оценивают показателем эффективности окомкованйя шихты, характериззшщим относительное изменение содержания фракции минус 1,6 мм до и после ококованйя, по выражению

-д-- , 100%,

п

где а и b - содержание фракции до и после окомкованйя соответственно.

Подготовленную шихту спекают в лабораторной чаше диаметром 300 мм при высоте слоя 450 мм.

Результаты исследований сведены в таблицу. .

Из таблицы видно, что при noBbmie- нии температуры шихты с 60 до 70 С- .расход пара повышается с 44 до 55 кг/т агломерата при увеличении удельной

производительности аглоустаиовки с 0,96 до 1,08 .

Примеры 3-7, Подогрев и увлажнение ших1Ъ1 осуществляют по предлагаемому способу. Пар и воду подают непосредственно в барабане- окомкователе на слой перемещающейся шихты.через специальные форсунки, обеспечивающие- подачу пара в окруже- НИИ водяной рубашки.

Все остальные технологические операции аналогичны примерам 1-2.

При подаче пароводяной смеси в соотношении меньше или больше предпа гаемом влажность шихты не соответствует оптимуму. Это приводит также к недогреву или перегреву шихты, что ухудаает качество окомкованной шихты и, следовательно, снижает удель- ную производительность аглоустанов- ки и повышает расход пара.

Примеры 8-11. Скорость истечения воды ниже и Bbmie предлагаемых величин. При снижении скорости истечения вода: до 4,3 м/с (пример 10) из-за разрьша водяной пленки происходит выбивание пара из окружения водяной рубашки. Это приводит к снижению те мпературы нагрева шихты, повышению удельного расхода пара и снижению удельной производительности аглоустановки. С повышением скорости истечения вода до 6,6 м/с (пример И) ухудшаются условия окомкова- кия. Понижается показатель эффективности окомнования шихты, вследствие .чего снижается удельная, проиэводи- тельность аглоустановки.

Примеры 12-16. Шихту спекают при исходной влажности вьше в сравнении с предыдущими сериями. При повышении исходной влажности

Способ подогрева агломерационн шихты, включающий подогрев шихты ром при увлажнении в барабане-око кователе, отличающийся тем, что, с целью снижения удельн расхода пара, интенсификации проц са спекания, улучшения условий тр да, водяной пар подают в окружени водяной пленки при соотношении ра да пар и воды 0,42-0,58 при влажн ти исходной шихты 1 %, а на каждьпЧ процент увеличения влажности шихт сверх 1% соотношение расхода пара

40

шихты до 3% и соответствующем увели- g воды повьппают на 0,07-0,13 сверх

0,58, при этом скорость истечения .воды составляет 5-6 м/с.

чении соотношения расхода пара и воды достигается требуемая влажность

g ю

1520

253563778

шихты

ее температура. Удельная производительность установки изменяется в пределах 1,12-1,16 т/м -ч, а расход пара на 1 т агломерата - 42-50 кг. В случае увелтшеши соот- сношения расхода пара и воды до 0,15 на 1% повьш1ения исходной влажности сверх 1% (пример 16) из-за снижения - влажности шихты ниже оптимальной величины ухудшается показатель э(1)фек- тивности. Удельная производитель- ность установки снижается до1,04т/м.ч а расход пара возрастает до 50 кг на на 1 т агломерата. При снижении этой величины до 0,05 (пример 15) вследствие переувлажнения шихты и умень- шен1-м ее температуры удельная производительность установки понижается до 0,98 т/м%.

Данные таблицы показывают, что предлагаемый способ подогрева шихты по сравнению с известным позволяет снизить удельньш расход пара на 15- 20%, повысить удельную производительность установки на 5-10% при улучшении санитарно-гигиенических условий труда.

Формула изобретения

Способ подогрева агломерационной шихты, включающий подогрев шихты паром при увлажнении в барабане-оком- кователе, отличающийся тем, что, с целью снижения удельного расхода пара, интенсификации процесса спекания, улучшения условий труда, водяной пар подают в окружении водяной пленки при соотношении ра схй- да пар и воды 0,42-0,58 при влажности исходной шихты 1 %, а на каждьпЧ процент увеличения влажности шихты сверх 1% соотношение расхода пара и

воды повьппают на 0,07-0,13 сверх

0,58, при этом скорость истечения .воды составляет 5-6 м/с.

Изобретение относится к области металлургии н может быть использовано при окусковании рудных металлов. Цель изобретения - снижение удельного расхода пара, интенсификация процесса спекания, улучшение условий труда. Способ включает подогрев шихты при увлажнении в бараба- не-окомкователе паром, который подают в окружении водяной пленки При соотношении расхода пара и воды 0,42- 0,58 при влажности исходной шихты 1%, а на каждый процент увеличения влажности шихты сверх 1% соотношение расхода пара и воды повьшают на 0,07- 0,13 сверх 0,58, при этом скорость истечения воды составляет 5-6 м/с. 1 табл. С/ с