Способ регулирования температуры обжига окатышей на конвейерных машинах Советский патент 1981 года по МПК C22B1/14 

(54) СПОСОБ РЕГУЖРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБЖИГА ОКАТЫШЕЙ НА КОНВЕЙЕРНЫХ

Изобретение относится к подготовке металлургического сырья в черной металлургии.

Известны способы регулирования температуры обжига окатьшей в пределах 1150-1350 С на конвейерных машинах при частичном использовании дешевых видов твердого топлива, BKJBOчающие изменение светимости факела и времени пребывания окатышей в зонах высоких температур. Светимость газового факела устанавливают изменением коэффициента расхода воздуха, а время пребывания окатышей в зоне высоких температур определяют в зависимости от скорости прогрева окатьшей по высоте слоя l j.

Недостатками данных способов являются узкие пределы регулирования светимости газового факела что су- . щественно ограничивает возможности регулировки температуры обжига окатышей; повышенный расход топлива вследствие недостаточно высокой свеМАШИНАХ

тимости горящего факела; возможность работы агрегата только на одном виде топлива; отсутствие возможности эксплуатагщи оборудования при сжигании дешевых видов твердого . Эти недостатки частично устраняются при оборудовании обжиговых машин пылеугольными горелками.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ регулирования температуры обжиг а окатьш1ей и других кусковых материалов в пределах 1150-1350 С на конвейерных машинах при использовании де шевых видов жидкого и твердого топлива, включаюошй изменение светимости факела при сжигании различных видов топлива в газовзвеси и времени пребывания окатышей в зонах с повы шенной светимостью факела. По этому способу в горне конвейерной машины сжигают газообразное, жидкое или пылевидное твердое топлийр, и продукты roiJeHHH просасывают через слой материала сверху вниз 2. Недостатками этого способа являются:невозможность работы агрегата тол ко на одном виде топлива (основном или резервном); недостаточно широкие пределы регу лирования светимости факела при рабо те только на одном виде топлива, в результате чего установка оптимально температуры газа-теплоносителя в гор не обжиговой машины существенно усложняется;необходимость полной либо частичной замены сопла и других элементов топливосжигающих устройств при переходе с одного вида топлива на другое ; отсутствие возможности эксплуатации машины на двух видах топлива,вкл чая недефицитное дешевое твердое топ ливо; недостаточно эффективное развитие процессов тепло- и массообмена. Цель изобретения - установление оптимальной температуры обжига окатьшей и увеличение количества исполь зуемых в процессе дешевых видов топлива. Поставленная цель достигается тем что согласно способу при повышении температуры верхнего горизонта слоя окатьш1ей с 1150с на каждые 25 С сум марное количество взвешенных в факел горна частиц с повьш1енной плотностью увеличивают с 10-30 г/кг воздуха на Ют 17%, а время пребывания окатьшей в зоне с повышенной светимостью фа- кела сокращают с 18 мин на 2-4%, при этом количество взвешенных в факеле частиц устанавливают переменным,умен шая его по ходу движения материала со скоростью 1-3 г/кг воздуха в мину ту. Качество окатышей, обжигаемых на конвейерных машинах, определяется, главным образомi температурно-времен ными условиями их термообработки.При этом нагрев верхнего горизонта слоя посредством отдачи тепла конвекцией от потока газа- теплоносителя и излу чением от горящего факела определяет параметры термообработки отдельных горизонтов слоя окатьпией. Поэтому разработка методов быстрого и надежного регулирования температуры обжига верхнего горизонта слоя окатышей в пределах 1150-1350С по длине конвейерной машины позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели процесса. Опытами установлено, что регулировка светимости горящего факела является одним из самых действенных параметров управления температурным режимом процесса. Такая регулировка обеспечивается сжиганием смеси различных видов топлива в состоянии газовзвеси с концентрацией взвешенных в факеле горна частиц с повышенной плотностью, равной 10-80 г/кг воздуха. Светимость такого факела намного выше обычной, а изменение концентрации взвешенных в факеле частиц позволяет быстро и надежно управлять процессом сгорания и воздействовать на температуру верхнего слоя окатышей, Изменение температуры верхнего горизонта слоя окатышей приводит к изменению количества аккумулируемого слоем тепла. При этом продолжительность высокотемпературной обработки слоя изменяется в пределах 12-18 мин. В качестве взвешенных в факеле частиц целесообразно использовать тонкоизмельченное твердое топливо и жидкое топливо в виде топливовоздушной эмульсии. При этом обеспечивается использование недефицитных видов топлива и замена им природного газа, а также сжигание смеси топлив в газовэвеси и повышение светимости горящего факела. При необходимости в качестве взвешенных частиц могут быть использованы другие твердые и жидкие вещества. Установлено, что температура верхнего горизонта слоя во многом определяется концентрацией взвешенных в факеле частиц с повьш1енной плотностью, обуславливающей величину светимости .горящего факела. Поддерживание температур в горне 1 1 50-1 , т.е. в высокотемпературных зонах обжиговых конвейерных машин, обеспечивается при концентрации взвешенных в факеле частиц 10-80 г/кг воздуха. Причем температура верхнего горизонта слоя 1150 С соответствует концентрации взвешенных в факеле частиц 10-30 г/кг воздуха. При концентрации частиц менее 10 г/кг воздуха температура слоя падает ниже I150 С и окатыши недообжигаются.Концентрация горящих частиц вьш1е 30 г/кг воздуха нежелательна, так как приводит к перегреву слоя и увеличению удельного расхода топлива на процесс. Для повышения температуры обжига кусковых материалов (определяемой типом обрабатываемого сырья) количество твердого топлива и, соответственно, концентрацию взвешенных в факеле частиц следует увеличивать на 10-17% (на каждые , начиная с 1150 с). При увеличении концентрации частиц менее чем на 10% (на каждые температуры поверхности слоя) количество подаваемого в горн твердого топлива оказывается недостаточным, и качество готовой продукции падает. Увеличение концентрации частиц более чем на 17% (на каждые 25с температуры поверхности слоя) приводит к спеканию верхних горизонтов слоя, что недопустимо. Повышение температуры верхнего горизонта слоя следует сопровождать уменьшением времени пребывания материала в зоне с повышенной светимость факела с 18 мин на 2-4%. Снижение времени пребывания материала в этой зоне более чем.на 4% обусловливает недообжиг нижних горизонтов слоя вследствие недостаточности времени пребывания этих горизонтов слоя при требуемых по технологии температурах и является нежелательным. Снижение времени пребывания материала в высокотемпературных зонах менее чем на 2%, не улучшая качество готовой продукции, приводит к повьш1ению удельного расхода топлива на процесс. При обжиге кусковых материалов для интенсификации процесса термообработки максимальное количество тепла следует подавать в начале высокотемпературных зон. По мере продвижения материала по длине этих зон количество подаваемого в горн топлива с целью его экономии следует постепенно уменьшать. Для этого количество взвешенных в факеле частиц по ходу движе ния материала следует постепенно уменьшать со скоростью 1-3 г/кг возду ха в минуту. Более высокая скорость снижения концентрации частиц в горящем факеле (более 3 г/кг воздуха)недопустима, так как приводит к подаче недостаточного количества топлива в конце высокотемпературных зон и, следовательно, к недообжигу окатышей Скорость понижения концентрации взве шенных в факеле частиц (меньше 1 г/к 86 воздуха)не приводит к ощутимому снижению удельного расхода топлива на процесс . Сущность изобретения заключается в регулировании светимости горящего факела, т.е. регулировании температуры поверхности верхнего горизонта слоя окатьшгей посредством изменения концентрации взвешенных в факеле частиц с повьш)енной плотностью и времени пребывания материала в этой зоне в оптимальных для кажДого конкретного случая соотношениях-. Пример. Сырые железорудные окатьшш загружают на обжиговую конвейерную машину и последовательно подвергают сушке, подогреву и высокотемпературному обжигу. В горн отапливаемых зон обжиговых машин через комбинированные топливосжигающие устройства (предусматривающие одновременную подачу газообразного и, например,твердого, в виде газовзвеси, топлива) подают газообразное и твердое топливо, а также воздух горения раздельными потоками. При этом топливовоздушную газовзвесь подают через специальные концентрические сопла, расположенные внутри топливосжигающих устройств. Таким образом в горне осуществляют сжигание газообразного и твердого в состоянии газовзвеси топлива. Образовавшийся высокотемпературный поток газа-теплоносителя просасывают. через слой окатьш1ей сверху вниз, подвергая его высокотемпературной окислительной термообработке. Регулировку взвешенных в факеле горна частиц производят изменением количества подаваемого в горелку твердого топлива. Например, для нагрева поверхности слоя окатьштей до 1150 С концентрация взвешенных частиц топлива должна составлять 20 г/кг воздуха. Для этого в горелку производительностью по теплу 3,0 млн.ккал/ч подают воздух горения в количестве воздух горения 5000 нм /ч и твердого топлива 5000х х20х10 , 100 кг/ч. При переходе на обжиг другого вида материала, требующего нагрев.а поверхности слоя, до, например, 1300 С, концентрацию взвешенных частиц топлива увеличивают на 15%, т.е. 1300-1150 на X 0,15 X 20 18 г/кг воздуха и она в нашем случае составляет 20+18 38 г/кгвоздуха. При описанных условиях в горелку подают твердое топливо в количестве ЗОООх х38 X 190 кг/ч. По длине обжиговых машин, например типа ОК-108, расположено 12 рядов горелок. Коли чество твердого топлива, подаваемого Б каждую последующую пару горелок, уменьшают на 2 г/кг воздуха, т.е. на 5000x2x10 - 10 кг/ч. Тогда в первый по ходу материала ряд горелок подают 190 кг/ч, во второй - 180 кг/ч, в третий - 170 кг/ч и т.д. Количество подаваемого в горелку твердого топлива регулируют изменением режима работы питателя топлива и контролируют по стационарному весоизмери телю. Время пребывания окатышей в зонах с повышенной светимостью факела при температурах обжига 1150 С устанавли вают равным 18 мин. При увеличении температуры обжига до 1300 С это 130011150. о оз время уменьшают на 25 ,2 мин и оно составит 18-3,2 «14,8 мин. Это время регулируют скоростью движения обжиговых тележек и контролируют по стационагным КИП. После высокотемпературного обжига окатывш охлаждают и отправляют на склад готовой продукции. Применение изобретения позволяет повысить производительность обжиговы машин конвейерного типа на 2-4% и улучшить металлургические свойства окатышей. Так, содержание FeO в гото вой продукции увеличивается на 6-10% Кроме того, становится возможным замена природного газа недефицитным 88 твердым топливом вплотв до полного исключения природного газа из процесса. Ожидаемый экономический эффект составляет 60 тыс. р на 1 млн.т окатышей . Формула изобретения Способ регулирования температуры обжига окатьш1ей на конвейерных машинах, включающий частичное использование дешевых видов жидкого и твердого топлива, изменение светимости факела при сжигании в смеси различных видов топлива в газовзвеси воздуха и времени пребывания окатышей в зонах с повьш1енной светимостью факела, о тличающийся тем, что, с целью устаиовления оптимальной температуры обжига окатышей и увеличения количества используемых в процессе дешевых видов топлива, при повьш1ении горизонта слоя температуры верхнего каждые 25с сумокатьш1ей с 1150 С на марное количество взвешенных в факеле горна частиц с повьш1енной плотностью увеличивают с 10-30 г/кг воздуха на 10-17%, а время пребывания окатышей в зоне с повьш1енной светимостью факела сокращают с 18 мин на 2-4%, при этом количество взвешенных в факеле частиц устанавливают переменным, уменьшая его по ходу движения материала со скоростью 1-3 г/кг воздуха в минуту. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бережной Н. Н. и др. Окомкование тонкоизмельченных концентратов железных руд. М., Недра, 1971. 2.Патент США № 3947001 ,кл.266-20,1975.