Способ регулирования газовой фазы в слое окатышей Советский патент 1981 года по МПК C22B1/20 

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ В СЛОЕ Изобретение относится к подготовк метсшлургического сырья в черной металлургии. Известны способы регулирования га зовой фазы в слое окатышей на обжнго вых машинах конвейерного типа при частичном использовании дешевых видо твердого топлива, включающий регулирование содержания кислорода в горне и сжигание твердого топлива непосред ственно в слое окатышей. По этим спо собгич содержание кислорода в горне регулируют посредством подачи на машину дымовых газов. В качестве топлива используют дешевые бурые Недостатками зтих способов являются необходимость высокой степени герметизации обжиговой машины (в настоящее время отечественная промышленность таких машин не выпускает); послойная укладка твердого топлива и окатышей, что существенно усложняет систему загрузки обжиговых тележек, образование СО только на ограниченных участках слоя окатышей (в месте расположения твердого топлива) в результате чего в большей части массы окатышей восстано.вительные компоненты отсутствуют, отсутствие возможности эксплуатации обжиговой ОКАТЫНЕЙ машины при сжигании только дешевых видов твердового топлива. Все это существвнчо понижает качество готовой продукции и усложняет конструкцию обжигового оборудования. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ регулирования газовой фазы в слое брике.тов на обжиговых машинах конвейерного типа при частичном использовании дешевых видов твердого топлива, включающий регулирование содержания кнслорода в горне и сжигание твердого топпива непосредственно в слое кусковых материалов. По этому способу на обжиговые тележки загружаются последовательно слой угля и слой рудоугопышх брикетов, т.е. осуществляют послойную укладку материала. Регулируя сюстав газовой фазы в rdpHe, в слое кусковых материалов производят коксование угля, т.е. обеспечивают создание восстановительных компонентов в газовой .фазе непосредственно в слое обжигаемого материала fa. Недостатками данного способа являются: послойная укладка материала, осуществление котороЛ в настоящее время на серийном оборудовании затруднительно, так как требует наличия специального тракта для подачи твердого топлива необходимость разделения топлива на два потока: самостоятельный поток топлива и топливо, закатываемое в брикеты,в результате чего существенно усложняется система (ПОДГОТОВКИ шихты; образование СО в ;Межкусковом объеме только на ограниченных участках слоя, а именно в мес те расположения самостойтельного слоя твердого топлива, в связи с чем на отдельных участках слоя восстановительные компоненты в jrasoBoft фаз отсутствуют Kf как следствие, снижается качество готовой продукции, повышенные требования к степени измель чения угля, закатываемого в брикеты; невозможность регулирования содержания FeO в готовой продукции. Цель изобретения - неполное с образованием 1-9% СО сжигание твердого топлива в слое окатышей и увеличение количест ва используемых в процессе дешевых видов топлива. Поставленная цель достигается тем что согласно способу в горне обжиговой машины сзодержание кислорода уста навливают в пределах 2-10% и подают в него твердое топливо двух фракций: 0,04-0,30 и 0,30-3,0 мм в количестве 30-100% от общего по теплу расхода топлива, при 10%-ном содержании кислорода в горне соотношение мелких и крупных фракций твердого топлива устанавливают равным 1:1-3, причем на кгикдый процент снижения содержания кислорода в горне содержание крупной фракции твердого топлива уве личивают на 8-12% от общего расхода. Использование при производстве окатышей дешевых идов твердого топлива и частичная либо полная замена им дефицитных видов топлива является важнейшей народнохозяйственной задачей. Вместе с тем решение этой задачи должно сопровождаться улучшением процесса обжига окатышей, в предлага мом решении использование дешевых видов твердого топлива сочетается с интенсификацией процесса обжига окатышей и позволяет существенно улучшить их качество. Для этого твердое топливо через специальные сопла топливосжигающих устройств вдувается в горн обжиговой машины, частично сжигается вгорне в состоянии газовэвеаи и дожигается (за счет недогоревш№с крупных частиц топлива) непосредственно в слое материала (несгоревшие частицы поступают в слой материала вместе с горячим потоком газа-теплоносителя). Горение мелких частиц твердого топлива происходит за счет кислорода горновых газов, в результате чего содержание кислорода в газе-теплоносителе на поверхиости слоя окатышей снижается до 1-3 и в слое окатышей формируется слабо окислительная атмосфера,способствующая образованию 1-9% СО за счет неполного сжигания крупных части твердого топлива. Система формирования восстановительных компонентов газовой фазы в слое окатышей возможна при содержании кислорода в горновых газАх в пределах 2-10%,При меньшем содержании кислорода в газах (менее 2%) сгорания достаточного количества топлива в горне конвейерной мшиины не происходит, температура потока газа-теплоносителя падает и происходит недообжиг всех горизонтов слоя окатышей. При содержании кислорода в горновых газах большем 10% его концентрация в слое окатышей чрезмерно возрастает и устойчивого формирования восстановительных компонентов непосредст- венно в слое окатышей не происходит. устойчивое сжигание только части твердого топлива в горне конвейерной машины осуществляют путем совместной подачи в горн топлива двух фракций: мелкой 0,04-0,30 мм и крупной 0,303,0 мм. При этом мелкие частицы успевают сгорать непосредственно в горно- вом пространстве машины,а горящие крупные частицы с потоком газа-теплоносителя попадают в слой окатышей и догорают в нем. Подача частиц мелкой фракции с крупностью менее 0,04 мм нецелесообразна по условиям измельчения топлива на серийном оборудовании из-за повышения стоимости затрат на процесс измельчения топлива.Подача частиц мелкой фракции с крупностью более 0,30 мм приводит к увеличению количества твердого топлива, вводимого в слой окатышей,. т.к. частицы такой крупности сгорать в горне не успевают и, следовательно, к повышению температуры отходящих газов, т.е; к перерасходу топлива на процесс. Частицы крупной фракции твердого топлива должны быть не менее 0,3 мм для исключения возможности их полного сгорания в горновом пространстве, т.е. вне объема слоя окатышей. Крупность частиц твердого топлива не должна превышать 3,0 мм,так как более .крупные частицы на машинах не успевают сгорать, что обусловливает увеличение удельного расхода топлива на процесс. Суммарное количество подаваемого на машину твердого топлива должно составлять 30-100% от общего по теплу расхода топлива. При подаче твердого топлива в меньшем количестве (менее 30% от суммарного расхода тепла) в слое сгорает недостаточное количество топлива и образование восстановительных компонентов в шихте становится неустойчивым, что нежелательно. При 100%-ной подаче твердогр топлива конвейерную машину переводят на работу с одним видом топлива и подачу природного газа прекращают Экспериментальные данные показали что при 10%-ном содержании кислорода в горне отапливаемых зон обжиговых машин соотношение мелких и крупных фракций должно быть равно 1:1-3. IПодача.крупной фракции топлива в количестве меньшем 1,0 от мелкой фракции приводит к сокращению количества твердого топлива, реагирующего, на нижних горизонтах слоя окатышей . и, следовательно, к их недооб-жигу. Подача крупной фракции в количестве большем 3,0 от мелкой фракции приводит к повышению температуры отходящих газов и, следовательно, к увеличению удельного расхода- топлива на процесс. При уменьшении содержания кислоро да в горновых газах на каждый проце содержание крупной фракции твердого топлива следует повышать на 8-12% от его общего расхода. При меньшем повышении количества крупных фракций (менее 8% от общего расхода) устойч вого образования восстановительных компонентов в слое окатышей не прои ходит. При большем повьшении количе ва крупных фракций (более 12% от об щего расхода) они на обжиговой маши не успевают прореагировать и теряют ся при грохочении готовой продукции Сущность изобретения заключается в формировании восстановительной ат мосферы непосредственно в слое окатышей посредством одновременного и раздельного сжигания двух видов топ лива, включая дешевое недефицитное твердое топливо, в оптимальном для обжига окатышей температурно-времен ном режиме. Пример. Сырые железорудные окатыши загружают на обжиговую конвейерную машину и. последовательно подвергают сушке, подогреву и высокотемпературному двухслойному обжигу За счет использования рециркулируемых газов с пониженным содержанием кислорода в горновом пространстве машины создают газовую среду с содержанием кислорода 2-10%. Например, используя в качестве воздуха горения рециркулируемые газы с содержанием кислорода 14% и устанавли вая в горне коэффициент расхода воз духа 3,5, обеспечивают содержание кислорода в горновых пространствах ;6,2%. При этом содержание кислорода в горне регулируют изменением коэффициента расхода воздуха и контроли руют газовым анализом горновых газов. Через боковые комбинированные горелки в горн машины подают смесь двух видов топлива (природного газа твердого топлива) и воздуха. При этом твердое топливо подают в количестве 30-40% от общего по теплу расхода топлива. Например, при производительности горелки по теплу 2,5 млн. ккал/ч в горелку подают природного газа 147 нмV или 50% от суммарного, твердого топлива 265 кг/ч или 50% от суммарного.Теплотворная способность газообразного и твердого топлива принята соответственно равной 8500 ккал/нм и 4700 ккал/кг. При необходимости подача природного газа в горелку может быть полностью прекращена. Твердое топливо из размольных мельниц в горн подают в виде смеси двух фракций: 0,04-0,30 и 0,30-3,0 мм. Относительное содержание этих фракций устанавливают в зависимости от содержания кислорода в горне. Так, при содержании кислорода в горне 10% в каждую горелку указанной производительности подают топлива мелкой фракции 88 кг/ч, а крупной фракции 177 кг/ч, т.е. устанавливают соотношение мелкой и крупной фракции равным 1:2. При содержании кислорода в горновых газах 6,2% количество крупной фракции топлива увеличивают на (10-6,2)-0,1-177 67 кг/ч где 0,1 - приращение крупной фракцил на 1% снижения содержания кислорода в горн-е. Таким образом, в горелку подают 1774-67 244 кг/ч крупной фракции и 21 кг/ч мелкой фракции топлива. После высокотемпературного обжига окатыши охлаждают и отправляют на склад готовой продукции. Применение предлагаемого способа позволяет повысить произвддительность обжиговых машин на 3-5% и улучшить металлургические свойства обожженных окатышей. Кроме того, обеспечивается возможность замена природного газа недефицитным твердым топливом вплоть до полного исключения природного газа из процесса. Ожидаемый экономический эффект при таком улучшении параметров процесса составляет 70 тыс.р. на 1 млн.т окатышей. Формула изобретения Способ регулирования газовой фазы в слое окатышей на обжиговых машинах конвейерного типа при частичном использовании дешевых видов твердого топлива, включающий регулирование содержания кислорода в факеле сжигаемой в горне газовзвеси и дожигание твёрдого топлива непосредственно в слое окатышей, отличающийс я тем, что, с целью неполного с образованием 1-9% СО сжигания твердого топлива в слое окатьацей и увеличения количества используемых в процессе дешевых видов топлива, в горне содержание кислорода поддерживают в пределах 2-10% и подают в него твер7 855033 :8

дое топливо двух фракций: 0,04-0,30твердого топлива увеличивают на

и 0,30-3/0 мм в количестве 30-100%8-12% от его общего расхода.

от общего по теплу расхода топлива.Источники информации,

при 10%-ном содержании кислорода впринятые во внимание при экспертизе.

горне соотношение мелких и крупных1. Кудрявцев B.C. и др. Металлифракций твердоготоплива устанавли-, эованные окатыши. М., Машиностроевгиот равным 1:1-3, причем на каждый ние, 1974.

процент снижения содержания кислоро-2. Патент США 3383199,кл.75-4,

да в горне содержание крупной фракции1967.