Способ охлаждения насыпного слоя агломерата Советский патент 1982 года по МПК C22B1/26 

(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ НАСЫПНОГО СЛОЯ АГЛОМЕРАТА

1

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для использования при охлаждении агломерата.

Известны способы охлаждения насыпного слоя агломерата с прососом воздуха сквозь слой агломерата (I).

Недостаток их состоит в высоких термических напряжениях, возникающих в материале в процессе его охлаждения, и в неравномерном «охлакдекии материала. Интенсивному охлаждению подвержены куски агломерата, находя1диеся в местах входа воздушного потока в слой. По мере передвижения воздуха в слое температура его повышается, в результате чего теплообмен ухудаиается. Это приводит к тому, что куски агломерата, находящиеся в местах выхода воздуха из слоя, сохраняют высокую температуру (до ) вплоть до разгрузки : материала с охладителя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ охлаждения кусковых материалов (окатышей) в жалюзийном кольцевом охладителе, преследующий цель создания мягкого охлаждения материгша, по которому в вэрхней части агломерата в направлении от внутренних к наружным

жалюзи просасывают охлаждающий агент ,с температурой 40-400с, а в нижней части (в противоположном направлении) просасывают охлаждающий агент продолжительностью 25-50 мин. При этом отходящие из нижней части охладителя газы подаются в его верхнюю часть. В средней части охладителя окатыши не охлаждают, а подвергают томлению

в течение 3-10 мин. 2.

Недостаток способа состоит в низкой скорости охлаждения за счет подачи в верхнюю часть охладителя подогретого воздуха. Наличие зоны томления значительно уменьшает полезную площадь охладителя и технологически неоправданно,поскольку в нее поступают окатыши с температурой 300-400°С, т.е. после завершения процессов формирования их структуры.

Способ недостаточно эффективен в промышленных условиях при охлаждении алгомерата, имеющего .крупность кусков 5-200 мм и содержащего углерод

25 до 0,3-0,4%, Длительная односторонняя подача воздуха приводит к догоранию углерода в слое агломерата (особенно при подаче подогретого воздуха). Поэтому слой агломерата

30 вначале разогревается до температуры, превышающей температуру посту пившего в охладитель агломерата, а затем резко охлаждается, что приводит к температурньдм напряжениям и образованию стекловидных фаз, обладающих повышенной хрупкостью. Развитию температурных напряжений способ-ствует и то обстоятельство, что отвод тепла от центра куска к периферии значительно отстает от теплообмена между периферийной частью куска и воздухом. В результате также происходит интенсивное разрушение кусков агломерата с образованием большого количества некондиционного продукта класса 0-5 мм.

Цель изобретения - угучшение качества агломерата и повьпиение производительности охладителей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу охлгикдёния насыпного слоя агломерата производят 3-11 изменений направления подачи воздуха в слой, осуществляемых через 3-20 мин.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Охлаждение поверхности куска агломерата происходит значительно интенсивнее, чем перенос тепла внутри куска, в результате че1Х в нем возникают термические напряжения, что приводит к разрушению с.гломерата. Причем повьвиение скорости фильтрации воздуха сквозь слой агломерата приводит к росту перепада температур внутри куска и, как следствие, к повьвиению степени разрушения агломерата. Для устранения этого явления необходимо изменить охлаждение агломерата в сторону увеличения переноса тепла внутри куска и уменьшение отвода тепла с его поверхности. С другой стороны, замедление отвода тепла, например за счет сиижения скорости фильтрации воздуха сквозь слой, приводит к росту зерен ортосиликата кальция, для которого при малых скоростях охлаждения создаются благоприятные условия к, полиморфным превращениям, сопровождающимися изменешем удельного объема, что приводит к образованию внутренних иапряжешй и трении и, в конечном счете, к разрушению агломерата.

Следовательно, режим охлаждения должен быть ие постоянным иа протяжении всего процесса охлаждения, а изменяться по ходу процесса в соответствин с закономерностями переноса и отвода тепла в даниом материале и структурного образования агломерата.

Осуществление предлагаемого способа возможно в устройствах, предназначенных для охлаждения агломерата, например в линейном охладителе при вы соте слоя 400-брО 1««, у которого вдувание атмосферного воздуха в слой ocyщecтвляetcя попеременно сверху и

снизу. Для повышения стойкости жалюзийных решеток целесообразно начало процесса осуществлять посредством продува воздуха снизу. При зтом воздушный пот.ок отбирает тепло у кусков иаходящихся в нижних горизонтах слоя агломерата. По мере передвижения воздуха по слою температура его повышается, в результате чего теплообмен ухудшается и практнчески прекращается на выходе воздуха из слоя. При . этом температура кусков, находящихся в верхней части слоя, вначале повышается за счет догорания остаточного углерода в агломерате. После смены направлення подачи атмосферного воздуха в СЛОЙ интенсивному охлажденню подвергаются куски агломерата, находящиеся в верхней части слоя, пр этом сокращается время догорания в них остаточного углерода, в то же время в агломерате, находящемся в нижней части слоя, происходит перено тепла от центральных участков к периферии кусков. При зтом скорость переноса тепла внутри кусков значительно вьвие, чем скорость отвода тепла от перифии, ог«:1ваемой потоком горячего воздуха, в результате чего средияя температура агломерата практически не изменяется,а -теплоотдача после очередной-смены напоавлення подачи атмосферного воздуха в слой улучшается. Выравнивание температуры по сечению куска препятствует возникновению внутри его термических напряжений. С увеличением числа реверсов уменьшается разность температур между центральной частью и периферией кусков агломерата, а высокий темп охлаждения способствует образованию мелкозернистой структуры двухксшьцневого силиката.

Выбор количества циклов смены направления подачи в слой атмосферного воздуха зависит от кусков и для условий работы проиллаленных предприятий обусловлен следующими экспериментальными данными: при количестве реверсов атмосферного воздуха, подаваемого в слой агломерата, меньше 3-явного уменьшения содержания мелочи в охлаждаемом агломерате не наблюдается; при количестве реверсов больше 11 дальнейшее снижение содержания мелочи изменяется незначительно.

Реверсы подаваемого атмосферного воздуха необходимо производить через 3-20 мин.

На фиг.1 представлена установка для охлаждения слоя .агломерата; на фиг.2 - зависимость содержания мелочи в агломерате после охлаждения от числа реверсов.

Способ осуществляется следующим образом. Опытно-промышленные исследования проводят на установке, оборудованной вентилятором ВВД-9, показанной на фиг.1, включающей систему трубопроводов 1, задвижки 2, дутьевые камеры 3, камеру 4 с агломерате, патрубки 5 дпя выхода горячего воздуха. Воздух по системе трубопроводов 1 оборудованных задвижками 2, подается в дутьевые камеры 3, и лосле прохождения сквозь слой агломерата, находящегося в камере 4, выбрасывается в атмосферу через патрубки 5. Количество загружаемого в установку агломерата составляет 100-130 кг, расход воздуха - 400-5000 м т агломерата, что соответствует условиям работы промышленных охладителей ОПЗ-125. Давление в камерах 3 поддерживают на уровне 200-300 мм.рт.ст. В установку загружают кусковой агломерат размером 5-200 мм, имеющий температуру 700-900®С текущего производства аглофабрнки НКГОКа, высотой слоя - 550 мм. В первой серии опытов определяют температуру агломерата и содержание в нем мелочи (класса 0-5 мм) при односторонней подаче в слой воздуха (продув снизу). Опыты проводят с прерыванием процесса охлаждения через paBi&ie промежутки времени с интервалом 5 мин. В трех горизонтах слоя, расположенных на уровне 100-150 (1-й 250-550 (2-й) и 450-550 (3-й), отбирают пробы агломерата для определени температуры его каяориглетрическим ме тодом. Суммарное время охлаждения аг ломерата в установке равно фактическому в промьшшенных агрегатах, в частности в линейном охладителе. Пос ле завершения процесса охлаждения производят рассев агломерата. Выход мелочи в нем составляет 29,3%. Во второй серии опытов определяют содержание мелочи в агломерате при его охлаждений от 900 - до в зависимости от числа реверсов подачи воздуха в слой, производиошх через равные промежутки времени в интервале 3-20 мин. (см. фиг.2), В третьей серии опытов определяют температуру агломерата и содержание в нем мелочи при осциллирующем режиме охлаждения (число реверсов равно 11, время подачи воздуха в одном направлении - 5. мин.). Изменения производят аналогично опытом первой серии. Выход мелочи агломерата после охлаждения составляет 11,2%. Из приведенных: данных следует, что для улучшения качества агломерата и повыиения производительности охладителей в процессе охлаждения насыпного слоя .агломерата необходимо производить 3-il измеие1О1й направления подачи атмосферного воздуха в слой, осуществляемых через 3-20 мин. Предлагаемый способ охлаждения насыпного Слоя агломерата обеспечивает увеличение выхода годного агломерата после его охлаждения за счет снижения содержания мелочн на 6,313,1%, равномерное .охлаждение агломерата по высоте слоя и сокращает время охлаждения всего объема агломерата на 5-10 мин. Результаты проведения опытно-промышленных испытаний по охлаждению агломерата НКГОКа, имеющего основ. ность 1,55 представлены в таблице.

Одностороннийпродув воздуха внизу ДвустороннийПродув воздуха (число реверсов - 11, время по дачк воздуха в одном напргш Ленин 5 мин)

25 29,3

60

215

11,2

30

25 75

Как видно из данных таблицы при обычном способе охлаждения куски агломерата/ находящиеся в верхнем слое, имеют темпера;гуру . При одинаковом времени охлаждения подача воздуха в слой в осциллирующем режиме обеспечивает равномерное охлаждение насыпного слоя агломерата, а температура его кусков не превышает 75°С. При этом содержание мелочи в агломерате, охлажденном по предлагаемому способу, на 18,1% ниже, чем при обычном способе охлаждения.

Формула изобретения

Способ охлаждения насыпного слоя агломерата, включающий изменение направления движения охлаждающего

агента, в качестве которого используют атмосферный воздух, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества агломерата и повышения прризводительностн охла 5 дителей, производят 3-11 изменений направления подачи воздуха в слой чрез 3-20 мин.

Источники информации, JO принятые- 8о внимание при экспертизе

Кёентиля/пору

25

20

I

I

v

0

ta

i

810iZ

n

Число peSepceS

Фиг. 2.