Способ управления термообработкой окатышей на конвейерных машинах Советский патент 1991 года по МПК C22B1/20 

Изобретение относится к подготовке железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству окатышей.

Цель изобретения - снижение расхода топлива и улучшение качества продукции.

Окислительный (восстановительный) обжи( железорудных окатышей с использованием метода сжигания топлива непосредственно в обрабатываемом слое, является самым действенным и экономичным способом упофебления теплоты окисления углерода на заданных горизонтах СЛОР

окатышей (гарантия высокого качества готовой продукции при минимальном расходе топлива). Однако организация управляемого процесса сжигания топлива в слое по сравнению с его традиционным сжиганием в свободном объеме требует создания стабильного фронта воспламенения горючей смеги на заданном горизонте слоя и подготовки хорошо перемешанной горючей смеси с заданной концентрацией кислорода и минимально допустимым содержанием в смгси топлива. Решение данной задачи трео

vj СО

о

I- О1

-,«1

бует оптимизации соотношения температура окатышей при подходе к фронту воспламенения топлива - концентрация кислорода в горючей смеси - содержание углерода в горючей смеси. Способ управления сжиганием топлива в слое окатышей путем оптимизации концентрации углерода в горючей смеси по величине температурного и кислородного потенциала на подходе соответственно окатышей и горючей смеси к фронту воспламенения топлива имеет следующие отличительные особенности,

Стабильное воспламенение горючей Смеси происходит при температуре предварительного разогрева слоя 650-850°С и концентрации кислорода в смеси 13,9-5,3%. причем минимальная требуемая температура разогрева слоя (650°С) соответствует максимальной концентрации кислорода в смеси (13.9%), а максимальная температура (850°С) - минимальной концентрации кислорода (5,3%). При температурах разогрева слоя и концентрации кислорода в смеси ниже соответственно 650°С и 5.3% воспламенение топлива имеет нестабильный характер и становится возможным прекращение горения газа в слое. Концентрация кислорода в смеси выше 13,9% приводит к появлению свободного кислорода в обрабатываемом слое, неуправляемому вторичному окислению железорудных окатышей, т,е, к ухудшению их качества. Разогрев слоя к фронту воспламенения до температур выше 850°С приводит без улучшения качества готовой продукции к дополнительным затратам тепла на предварительной разогрев слоя.

Состав горючей смеси следует формировать в зависимости от содержания кислорода в рециркуляционных газах, входящих в состав горючей смеси в качестве окислительного или слабоокислительного газа. При увеличении (уменьшении) содержания кислорода в рециркуляционных газах на каждый процент от исходного (здесь и далее исходная величина - конкретная рабочая величина для данного процесса) увеличивают (уменьшают) расход сжигаемого в слое топлива на 0,01-0,03 м /м рециркуляционных газов. При изменении расхода топлива в горючей смеси на каждый процент изменения концентрации кислорода в рециркуляционных газах на величину, меньшую 0,01 м /м рециркуляционных газов, без улучшения качества готовой продукции возрастает расход топлива на процесс (в случае понижения концентрации кислорода в рециркуляционных газах) либо в слое присутствует свободный кислород и качество готовой продукции ухудшается (в случае повышения концентрации кислорода в рециркуляционных газах). При изменении расхода топлива в горючей смеси на каждый процент изменения концентрации кислорода в рециркуляционных газах на величину 0.03м /м рециркуляционных газов воспламенение топлива становится нестабильным и происходит разладка процесса (в случае понижения концентрации кислорода в ре0 циркуляционных газах) либо в слое появляется свободный кислород и ухудшается качество готовой продукции.

Состав горючей смеси следует корректировать также в зависимости от температу5 ры отходящих из последней вакуумной камеры зоны рекуперации газов. Эта температура для формирования температур слоя перед фронтом воспламенения на уровне 650 850°С должна находиться в пределах

0 250-700°С. При увеличении (уменьшении) температуры отходящих газов на каждые 25° от исходной уменьшают (увеличивают) расход сжигаемого в слое топлива на 0,04- 0,10 м /м рециркуляционных газов либо в

5 них дополнительно вводят (выводят) воздух в количестве 0,1-0.3 м /м рециркуляционных газов. При изменении расхода топлива в горючей смеси на каждые 25°С изменения температуры отходящих газов на величину,

0 меньшую 0.0 м /м рециркуляционных газов, в обрабатываемом слое появляется свободный кислород и ухудшается качество готовой продукции (в случае понижения температуры отходящих глзов) либо воспла5 менение топлива в слое становится нестабильным и происходит разладка процесса. При изменении расхода топлива в горючей смеси на каждые 25°С изменения температуры отходящих из зоны рекуперации газов

0 на величину, большую 0,10 м /м рециркуляционных газов, в слое появляется свободный кислород и ухудшается качество готовой продукции (в случае повышения температуры отходящих газов) либо проис5 ходит разладка процесса ввиду нестабильного воспламенения топлива.

В случае невозможности изменения расхода топлива в горючую смесь (по технологическим требованиям процесса) для со0 здания стабильного фронта воспламенения топлива в рециркуляционные газы дополнительно вводят в качестве окислителя воздух. При изменении величины добавки воздуха в рециркуляционные газы на каждые 25°С из5 менения температуры отходящих газов на величину, меньшую 0,1 м /м рециркуляционных газов, происходит разладка процесса ввиду нестабильного воспламенения топлива (в случае недостатка окислителя в газе} либо в слое появляется свободный киблород

и ухудшается качество готовой продукции, При изменении величины добавки воздуха в рециркуляционные газы на каждые 25°С изменения температуры отходящих газов на величину, большую 0,3 м /м рециркуляционных газов, без улучшения качества готовой продукции возрастает расход топлива на процесс либо в слое присутствует свободный кислород и качество обожженных окатышей ухудшается (в случае избытка окислителя в газе).

Сущность способа заключается в регулировании процесса сжигания топлива в слое окатышей путем оптимизации концентрации углерода по величине температурного и кислородного потенциала на подходе соответственно окатышей и горючей смеси к фронту воспламенения топлива.

Пример. Железорудные окатыши подвергают упрочняющему обжигу на конвейерных машинах Сушку, подогрев и предварительный обжиг(верхних и средних горизонтов слоя) окатышей производят традиционными способами. На завершающей стадии предварительного обжига окатышей (в зоне рекуперации) термообработку ведут при прососе теплоносителя сверху вниз. Изменяя величину топлива, расходуемого на предварительный обжиг окатышей, температуру отходящих газов в последней вакуумной камере зоны рекуперации устанавливают равной 570°С При этом к концу зоны рекуперации температура окатышей на границе слой постель, т.е. перед фронтом воспламенения, устанавливается равной 750°С. После зоны рекуперации процесс ведут со сжиганием топлива непосредственно в слое окатышей. Для этого дутьевая камера из зоны сжигания газа в слое выполнена с коллекторами раздачи топлива (природного газа по сечению камеры. Снизу в дутьевую камеру подают рециркуляционный газ с содержанием кислорода 10%, смешивают его с топливом и полученную горючую смесь через колосниковую решетку вдувают в слой окатышей На границе слой-постель под воздействием температур 750°С происходит воспламенение горючей смеси, и нижние горизонты слоя окатышей обжигаются при заданных по технологии температурах (1220-1280°С). В рециркуляционные газы при необходимости включают атмосферный воздух. Отработанные газы из зоны слоевого сжигания газа отводят обычно через переточный коллектор и используют для отопления предыдущих технологических зон. Управление процессом обжига окаты- щей при сжигании топлива в слое.

По величине содержания кислорода в рециркуляционных газах регулируют содержание топлива в горючей смеси. При 10% кислорода в рециркуляционных газах содержание топлива в горючей смеси устанавливают равным 0,07 м3/м3 рециркуляционных газов. Понижение концентрации кислорода в рециркуляционных газах до 8% сопровождают понижением расхода топлива в горючей смеси на величину

0,015 (10-8) 0,03 м3/м3 рециркуляционных газов,

1 Т

где 0,015 м /м - изменение количества топ- лива в горючей смеси на каждый процент изменения содержания кислорода в рециркуляционных газах.

Понижение температуры отходящих газов в последней камере зоны рекуперации с 570 до 530°С сопровождают повышением расхода топлива в горючую смесь на величину

0,014 (-УС.:i530 } s Q07 мз/мз

гдеО. /м - изменение количества топлива в горючей смеси на каждые 25°С отклонения температуры отходящих газов от исходной.

В случае необходимости сохранения

расхода топлива в горючую смесь на прежнем уровне в рециркуляционные газы в качестве окислителя дополнительно включают воздух Например, повышение температуры

отходящих газов в последней камере зоны рекуперации с 570 до 530°С сопровождают включением в рециркуляционные газы воздуха в количестве

570 -530

.3/..3

О 2 ( 5.- ) 0.32 м3/м3 рециркуляционных газов.

где 0,2 м /м - изменение количества до- бавляемого в рециркуляционные газы воздуха на каждые 25°С отклонения температуры отходящих газов от исходной.

Управление может быть осуществлено в автоматическом режиме. Для этого на машине устанавливают датчики температуры отходящих из зоны рекуперации газов и концентрации кислорода в рециркуляционных газах, регуляторы и исполнительные ме- ханизмы датчиков расхода топлива и воздуха з горючую смесь. После замера контролируемого параметра (температура, концентрация кислорода) поступает сигнал на регулятор и от него на исполнительные механизмы датчиков топлива и воздуха в сиетеме и восстановление требуемых параметров режима сжигания топлива в слое.

После обжига окатыши охлаждают и отправляют на склад готовой продукции.

Применение изобретения обеспечивает понижение удельного расхода тепла на процесс на 2-4%, увеличение производительности на 3-7% и возможность регулирования содержания FeO в готовом продукте до 14%.

Формула из обретения Способ управления термообработкой окатышей на конвейерных машинах с завершением процесса при сжигании топлива в слое, включающий регулирование расхода сжигаемого в слое топлива в зависимости от величины концентрации кислорода в рециркуляционных газах, поддерживаемой в пределах 5,3-13.9%, и температуры отходящих из последней вакуумной камеры зоны рекуперации газов, устанавливаемой равной 250-700°С. отличающийся тем, что, с

целью снижения расхода топлива и улучшения качества продукции, при увеличении (уменьшении) концентрации кислорода в рециркуляционных газах на каждый процент от исходного увеличивают (уменьшают)

расход сжигаемого в слое топлива на 0.01- 0,03 м /м рециркуляционных газов, а при увеличении (уменьшении) температуры отходящих газов на каждые 25°С от исходной уменьшают (увеличивают) расход сжигаемого в слое топлива на 0,04-0.10 м3/м3 рециркуляционных газов либо в них дополнительно вводят (выводят) воздух в количестве 0,1-0,3 м /м рециркуляционных газов.

Изобретение относится к области подготовки железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству окатышей. Целью изобретения является снижение расхода топлива и улучшение качества продукции. При термообработке окатышей на конвейерной машине с завершением процесса при сжигании топлива в слое управления процессом заключается в регулировании расхода сжигаемого в слое топлива в зависимости от величины концентрации кислорода в рециркуляционных газах, поддерживаемой в пределах 5,3 - 13,9%, и температуры отходящих из последней вакуумной камеры зоны рекуперации газов, устанавливаемой равной 250 - 700°С. При увеличении (уменьшении) температуры отходящих газов на каждые 25°С от исходной уменьшают (увеличивают) расход сжигаемого топлива в слое на 0,04 - 0,10 м³/м³ рециркуляционных газов, что в них дополнительно вводят (выводят) воздух в количестве 0,1 - 0,3 м³/м³ рециркуляционных газов. При увеличении (уменьшении) концентрации кислорода в рециркуляционных газах на каждый процент от исходного увеличивают (уменьшают) расход сжигаемого в слое топлива на 0,01 - 0,03 м³/м³ рециркуляционных газов. При этом оптимизируется концентрация углерода в горючей смеси по величине температурного и кислородного потенциала на подходе к фронту воспламенения топлива.