Способ спекания гранулированной шихты Советский патент 1993 года по МПК C04B7/44 

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству цементного клинкера.

Целью изобретения является снижение топливоэйергетичёскйх затрат на передел и улучшение качества готовой продукции.

Поставленная цель обеспечивается при использовании способа спекания гранулированной шихты для производства цементкого клинкера на конвейерных машинах, включающего зажигание твердого топлива Шихты Продуктами сгорания подаваемого в горн внешнего топлива и спекание под воздействием топлива шихты, в котором количество по теплу внешнего топлива устанавливают равным 0,28 - 0,35 суммарного, а твердое;топливо шихты по крупности разделяют на два потока 0,50 - 3,0 и 0,0.1 -: 0,49 мм

и устанавливают соотношение крупной и мелкой фракции равным 1 : 0,43 - 0.67, причем первый поток топлива повышенной крупности перед окомкованием смешивают с шихтой, а второй подают непосредственно на гранулятор.

В последнее время для производства дефицитного в стране цементного клинкера заметное развитие приобретают конвейерные машины с обжиговыми, либо спекатель- ными тележками. Такие машины успешно освоены промышленностью и серийно выпускаются для производства агломерата и окатышей. Эти конвейерные машины достаточно экономичны и надежны в эксплуатации. Вместе с тем производство цементного клинкера на конвейерных машинах характеризуется рядом особенностей и требует разработки новых технологий и конструктивных элементов обжигового оборудования. Прежде всего вследствие повышения уровня температурного потенциала технологического процесса и требований по равномерности тепловой обработки всего слоя необходимо создание новых методов подвода тепловой энергии к каждому куску с целью спекания их в единую однородную массу. До настоящего момента такие способы подачи тепловой энергии неизвестны. В изобретении экспериментально отработан метод зажигания и спекания шихты с регламентированным соотношением внешних и внутренних источников тепла как в спекаемом слое, так и в отдельно взятой частице. Способ имеет следующие отличительные особенности.

Производство на конвейерных машинах цементного клинкера требует предварительной грануляции отдельных составляющих шихты (известняков, глин и пр.). Данное обстоятельство делает возможным включение твердого топлива непосредственно в спекаемые гранулы, обеспечивая тем самым подвод тепла в центральную и периферийную части спекаемых гранул. Для этого твердое топливо разделяют на два потока, различающиеся по крупности и массовому расходу. В центральную часть подают более крупное топливо и в большем количестве, чем на периферийную часть этих частиц. Тем самым обеспечивают, во-первых, подвод требуемого количества тепла в ядро частиц, во-вторых, большую продолжительность сжигания крупных частиц топлива в ядре частиц, что заметно интенсифицирует процесс на всем протяжений зоны спекания, в-третьих, использование на периферийных участках частиц мелкого топлива, к тому же окружающего шихтовым материалом, что предотвращает его преждевременное выгорание. Такая особенность предлагаемого процесса потребовала новой схемы подвода отдельных источников тепловой энергии к спекаемому слою.

Количество по теплу сжигаемого в горелках зажигательного горна внешнего топлива, например природного газа, должно составлять 0,28 - 0,35 суммарного расхода топлива на процесс. При меньшем расходе

подаваемого в горн внешнего топлива (менее 0,28 от суммарного) не обеспечивается стабильное зажигание твердого топлива шихты, происходит недопек шихты и, как следствие, ухудшение качества готовой продукции. При большем расходе внешнего топлива в горн (более 0,35 от суммарного) при уже завершенном процессе зажигания

топлива шихты происходит увеличение температуры отходящих из слоя газов и возрастают затраты тепла на передел.

Подачу крупного топлива в централь- ную часть гранулированных частиц обеспечивают тем, что его перед самым окомкованием перемешивают с шихтой с

равномерно раздают по объему материала. Подачу мелких топливных фракций производят непосредственно на гранулятор на участок уже сложившихся зародышей, т.е. в смеси с шихтой подают преимущественно

на поверхность гранул. Другие режимы подачи топлива в шихту не решают поставленных задач.

Разделение .твердого топлива по крупности производят на две фракции - 0,50 3,0 и 0,01 - 0,49 мм. При меньшей крупности подаваемой на перемешивание с шихтой фракции (менее 0,50 мм) из-за высокой скорости их сгорания, спекаемые частицы сначала перегреваются, а затем попадают

условия недостаточного температурного потенциала и их качество заметно ухудшается. При большей крупности подаваемой на перемешивание с шихтой фракции топлива (более 3,0 мм) вследствие неполного сжигания топлива возрастают топливоэнергети- чёские затраты на передел.

При меньшей крупности подаваемого на гранулятор топлива (менее 0,01 мм) оно сгорает уже под зажигательным горном

процесс спекания разлаживается и ухудшается качество готовой продукции. При большей крупности подаваемого на гранулятор топлива (более 0,49 мм) оно не гранулируется с поверхностью частиц, возрастает содержание горючих в отходящих газах и возрастает расход топлива на передел.

Соотношение крупной и мелкой фракций твердого топлива должно составлять 1: 0,43 - 0,67, При меньшем содержании мелкой фракции в меси (менее 0,43 от содержания крупной фракции), из-за неэффективного зажигания твердого топлива, происходит разладка процесса спекания и ухудшение качества готовой продукции. При большем содержании мелкой фракции в смеси (более 0,67 содержания крупной фракции) в центральной части гранулированных частиц количество твердого топлива оказывается недостаточным, температура спекания уменьшается и также ухудшается качество готовой продукции. Кроме того, возможен недожиг твердого топлива на поверхности гранул, и как следствие, увеличение затрат тепла на передел.

Сущность изобретения при производст- ве цементного клинкера на конвейерных машинах заключается в регламентации соотношения внешних и внутренних источников тепла как в спекаемом слое, так и в отдельно взятой частице.

П р и м е р 1. На средние значения режимных параметров,

Перед формированием структуры слоя твердое топливо по крупности разделяют на два потока 0,50 - 3,0 и 0,01 - 0,49 мм. Каж- дый из потоков топлива дозируют в шихту раздельно и устанавливают на процесс при этом соотношении крупной и мелкой фракций равным 1 : 0,50, При общем расходе твердого топлива на процесс 1050 ккэл/кг количество в топливе крупной фракции устанавливают равным

-1,0 700 ккал/кг, а количество мелкой фракции - соответственно 350 ккал/кг.

Отдельные составляющие шихты и крупную фракции твердого топлива направляют на перемешивание в см еситель, мелкую фракцию твердого топлива подают непосредственно на гранулятор.

На конвейерной машине полученную смесь подвергают зажиганию и спеканию. В секции зажигания в горелки горна подают . внешнее, например, газообразное, топливо в количестве.0,32 от суммарного расхода тепла на процесс, т.е. 0,32 . 1565 500 ккал/кг (где 1565 ккал/кг - суммарные затраты тепла на процесс), Полученный спек разгружают и отправляют на последующую обра- ботку.

При таких параметрах процесса удельная производительность конвейерной машины по клинкеру составила 0,40 т/м2 -ч, удельный расход доменного газа 525 м3/г клинкера, удельный расход твердого топлиг ва 216 кг/г клинкера, выход годного 0,54.

На конвейерной машине с системой раздачи топлива по прототипу производительность по клинкеру составляет

0,32 т/м ч, расход доменного газа и твердого топлива 570 м /т и 230 кг/т соответственно и выход годного 0,34.

П р и м е р 2. На минимальные значения режимных параметров и на отклонения от них.

Приемы осуществления способа идентичны примеру 1. Исключением являются расходы внешнего топлива и двух потоков топлива шихты. Соотношения между ними устанавливают в зависимости от вида спекаемых шихт.

Соотношение крупной и мелкой фракций топлива шихты устанавливают равным 1 ;, 0,43, Тогда, расход по теплу крупной фракции топлива составит 735 ккал/r, мелкой - соответственно 315 ккал/кг. Расход внешнего топлива устанавливают равным 0,28 суммарного расхода топлива, т.е. (1050 : OJ2) 0,28 425 ккал/кг. Суммарный расход топлива при этом равен 1475 ккал/кг.

При таких параметрах процесса удельная производительность конвейерной машины составила 0,39 т/м2-ч, удельный расход доменного газа и твердого топлива 530 м /т и 210 кг/т соответственно, выход годного - 0,56.

Понижение расхода мелкой фракции твердого топлива шихты возможно только до величины 0,43 содержания крупной фракции. Понижение расхода мелкой Фракции топлива, например, до величины 0,40 содержания крупной фракции из-за снижения эффективности зажигания твердого топлива выход годного сокращается до 0,46.

. Понижение расхода внешнего топлива возможно только до величины 0,28 суммарного расхода тепла в процессе. Например, при расходе внешнего топлива 0,25 суммарного расхода т.елла в процессе из-за нестабильного зажигания топлива шихты также имеет место недопек слоя и снижение выхода годного с 0,56 до 0,49.

П римерЗ. На максимальные значения режимных параметров и на отклонения от них.

Приемы осуществления способа идентичны примеру 1. Изменению подлежали

Соотношение крупной и мелкой фракций топлива шихты,устанавливаемое равным 1: 0,67. Тогда расход потеплу крупной фракции твердого топлива составит 630 ккал/кг, мелкой - соответственно 420 ккал/кг. Расход внешнего топлива устанавливают равным 0,35 суммарного расхода топлива, т.е. (1050: : 0,65)0,35 - 565 ккал/кг. Суммарный расход тепла при этом равен 1615 «кал/кг.

При таких параметрах процесса удельная производительность конвейерной машины составила 0,40 т/м2 -ч, удельный расход доменного газа и твердого топлива 515 м3/т и 220 кг/т соответственно, выход годного - 0,55.

Повышение расхода мелкой фракции твердого топлива шихты возможно только до величины 0,67 содержания крупной фракции. Уже при расходе мелкой фракции топлива 0,70 содержания крупной фракции из-за недостатка топлива в куске и избытке на поверхности выход годного понижается на 0,04, а расход твердого топлива возрастает на 8 - 12 кг/т клинкера. .

Повышение расхода внешнего топлива возможно только до величины 0,35 суммарного расхода тепла; в процессе. Так, при расходе внешнего топлива 0,37 суммарного расхода тепла в процессе из-за неоправданного увеличения температуры отх0дяи4их газов расход доменного газа на передел возрастает с 515 до 542 м°/т «слинкера.

Во всехперечисленных примерах расход газообраз«ого топлива контрблирулт стандартными диафрагмами и регулируют дросселирующими вентилями.

Расходы твердого топлива контролируют серийными весоизмерителями и регулируют дозаторами.;

Конвейерная машина с системой подачи твердого топлива единым потоком с площадью 20,25 м2 имеет производительность по клинкеру 0,34 т/м- -ч, расход доменного газа и твердого топлива 570 м-/т и 230 кг /т клинкера соответственно, выход годного - 0,34.

Применение изобретения обеспечивает снижение расхода топлива на передел на 6-8%, повышение производительности конвейерной машины, на 14 - 20%, увеличение выхода годного в 1,4 - 1,6 раза и повышение марки выпускаемого клинкера. При таком улучшении параметров процесса себестоимость товарного клинкера снижается на 2ЙО руб/т готовой продукции.

Тогда, при производительности конвейерной машины площадью 20,25 м 65 тыс.т в год ожидаемая экономическая эффективность составит

Э-2.4065000-156000 руб/год

./:;- -;:-:V- .yk.V/.; ./..-/../ . ;. ;., ; Ф 6 р м у л а и з о б р е т е н м я Способ спекания гранулирбванной шихты, содержащей твердое топливо для производства цементного клинкера на кон- вейерных машинах, включающий подачу в горн внешнего топлива, зажигание твердого топлива шихты продуктами сгорания и спекание, о т л и чаю щи и с я тем, что, с целью снижения топливрэнергетических затрат и улучшения качестваi rotoeou продукции, количество по теплу внешнего топлива уста- навйивают равным 0,28 - 0,35 суммарного, а твердое топливо Шихты предварительно разделяют на два потока: первого с раэме- рои 0.50:« и второго JM)T - 0,49 мм, затем устанавливаЬтсоЬтношение круп ной и мелкой фракций liO,43 - 0,67, причем первый поток топлива смешивают с шихтой, а второй - подают непосредственно на гра- нулятбр. -...-: . - у...;:..

Изобретение относится к производству цементного клинкера. Снижение топливоэ- нергетических затрат и улучшение качества готовой продукции обеспечивается при использовании способа спекания гранулированной шихты, включающего зажигание твердого топлива шихты продуктами сгорания, подаваемого в горн внешнего топлива и спекание под воздействием теплоты горения топлива шихты, количество по теплу внешнего топлива устанавливают равным 0,28 - 0,35 суммарного, а твердое топливо шихты по крупности разделяют по два потока 0,50 - 3,0 и 0,01 - 0,49 мм и устанавливают соотношение крупной и мелкой фракций равным 1 :0,43 - 0,67, причем первый поток топлива повышенной крупности перед окомкованиём смешивают с шихтой, а второй подают непосредственно на грануля- тор. Перед формированием структуры слоя твердое топливо по крупности разделяют на два потока 0,50 - 3,0 и 0,01 - 0,49 мм. Каждый из потоков топлива дозируют в шихту раздельно и устанавливают на процесс, при этом соотношение крупной и мелкой фракций равно 1: 0,50. Отдельные составляющие шихты и крупную фракции твердого топлива направляют на перемешивание в смеситель, мелкую фракцию твердого топлива подают непосредственно на транулятор. На конвейерной машине полученную смесь подвергают зажиганию и спеканию. В секции зажигания в горелки горна подают внешнее, например, газообразное, топливо в количестве 0,32 от суммарного расхода тепла на процесс. Полученный спек разгружают и отправляют на последующую обработку.. ел с 00 S - 4. ел а