Устройство для подогрева и увлажнения агломерационной шихты паром Советский патент 1982 года по МПК C22B1/24 F27B21/06 

(5 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДОГРЕВА И УВЛАЖНЕНИЯ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ ПАРОМ

1

Изобретение относится к подготовке сырья для металлургического пере- дела, в частности к агломерационному производству.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для подогрева агломерационнЬй шихты паром, содержащее узел подами пара в виде коллектора с пароподводящими трубками 11.

Недостаток этого устройства большое расстояние между пароотводящими трубками, что приводит к образованию чередующихся зон подогрева в месте истечения пара и зон, не подверженных влиянию пара Кроме того, такая конструкция пароотводящих трубок приводит к плаванию конца резиновой трубки поверхности шихты при короткой металлической части трубок или к отламыванию металлических трубок при чрезмерной их длине вследствие изгибающих нагрузок потока аглошихты на трубки. Кроме того, в извест ном устройстве плохой контакт поверхности частиц шихты с паром, низкий коэффициент использования тепловой энергии пара.

Цель изобретения - повышение эффективности использования пара и надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем,что в устройство,содержащее узел, подачи пара в виде коллектора с пароподводящими трубками, пароподводящие трубки выполнены U-образной формы, свободные концы которых параллельны стенкам барабана и размещены от них на расстоянии от 0,02-0,2 диаметра барабана, а узел подачи пара выполнен подвижным относительно оси коллектора.

При подаче пара в шихту он полностью реагирует с шихтой в результате подачи .его непосредственно в слой материалов. Во время остановок смесительный барабан осуществляет несколько качаний до полной остановки. В это время вся масса шихты обрушивается вниз и действует на трубки паропровода с повышенной нагрузкой. С целью предотвращения поломки трубок весь узел выполнен качающимся свободно по оси коллектора. Расстояние между трубками подбирается эмпирически в пределах 50-300 мм в зависимости от параметров пара и раз меров пароподводящих трубок. Трубки погружаются в восходящий поток шихTbiJ движущейся в поперечном сечении вращающегося барабана, что дает возможность коллектору самостоятельно менять свое положение по его оси в зависимости от степени заполнения окомкователя и изменения свойств ших ты при установке в исходное положени так как исчезают силы, поднимающие его на определенный угол. На фиг.1 показано устройство, общий, вид; на фиг.2 - коллектор с пороподводящими трубками; на фиг.З то же, вид сверху. Устройство состоит из парового коллектора 1 (фиг.1 и 2), подвешенно го в кольцах 2, выполняющих роль под шипников скольжения. Для предупрежде ния осевого продольного смещения уст ройства предусматривается установка реборд 3 либо упоров k. Пар в коллек тор подается гибкой трубой 5 (резиновым шлангом, гофрированной трубко и т.п.). Из коллектора посредством пароподводящих трубок 6 пар подается в шихту. Расстояние между трубками выбирается исходя из параметров пара и поперечных размеров пароподводящих трубок и должно обеспечивать отсутствие чередования зон подогрева шихты с зонами, не подверженными воздей ствию пара. Зоны подогрева должны ка саться друг друга, что позволяет уве личить объем шихты, непосредственно контактирующей с паром. Количество пароподводящих трубок в устройстве определяются исходя из длины окантователя. Крепление трубок к коллектор осуществляется любым способом, но предпочтительнее (ввиду экономичност сваркой. В работающем окомкователе динамический сегмент шихты состоит из поднимающегося I и опускающегося М слоев. На пароподводящие трубки действует сила поднимающегося потока, стремящаяся поднять трубки по ходу вращения барабана и направленная в противоположную сторону сила ссыпающегося потока, стремящаяся вернуть трубки в исходное положение, В определенном положении коллектора эти силы уравновешиваются, и коллектор занимает стабильное положение. Соотношение указанных сил постоянно меняется в зависимости от степени заполнения барабана и свойств материала, что приводит к нарушению их равновесия и возникновению направленного в одну сторону действия сил. Выполнение коллектора подвижным по оси коллектора позволяет ему провернуться на определенный угол и занять равновесное положение, т.е, осуществить принцип саморегулирования положения коллектора. В момент остановки барабана происходит самопроизвольное его качание до полной остановки окомкователя, причем в первый момент происходит обрушение всего сегмента шихты и движение .его в сторону, противоположную ранее осуществляющемуся вращению. Массированная нагрузка потока шихты в этот момент на паропроводящие трубки приводит к их отламыванию и изгибу. Выполнение коллектора подвижным по оси коллектора позволяет ему отклониться вместе с шихтой без поломок. В следующий момент за счет качаний на устройство действует сила, направленная в сторону ранее осуществляющегося вращения, что также приводит к действию на трубки массированной нагрузки шихты и так далее до полной остановки окомкователя, Таким образом, выполнение устройства подвижным по оси коллектора повышает его надежность работы за счет осуществления принципа саморегулирования в (забочем положении и устранения массированных нагрузок потока шихты при остановках окомкователя, Выходное отверстие паропроводящих трубок в любом случае не забивается и не залипает шихтой в результате наличия зон псевдоожижения, представляющих собой факел выходящего из трубок под давлением пара. В рабочем положении коллектора, когда трубки находятся в поднимающемся слое шихты, последняя движется в направлении движения струй пара из паропроводящих трубок, что исключает их забивание и залипание. В момент движения шихты навстречу струе пара при остановке окомкователя давление выходящих из трубок струй пара не позволяет шихте проникнуть в трубу. Кроме того, как показали промышленные испытания опытного образца устройства струи пара, выходящие из паропроводящих трубок, не только не допускают забивку их выходного отверстия, но даже размывают гарнисаж. окомкователя. Для предотвращения попадания ших ты в трубку отключение пара производят лишь после полной остановки оком кователя.

Паропроводящие участки трубок, расположенных в поднимающемся потоке шихты, должны обеспечивать направление струи пара параллельно движению шихты, что позволяет максимально удлинит,ь зону взаимодействия пара с шихтой. С этой целью Паропроводящие участки, погруженные в шихту, в рабочем положении коллектора выполняют параллельными стенкам барабана в его поперечном сечении. Расстояние от паропроводящей ветви до cтeнkи барабана определяют, исходя из условия их погружения в поднимающийся поток.

ДПя определения пределов расстояния от стенки до паропроводящих участков трубок проведены лабораторные исследования в барабане диаметром 300 мм, длиной 7бО мм и скоростью вращения 22 об/мин. Пар в барабан подают коллектором диаметром 80 мм, по длине которого установлено трубок, прогнутых аналогично предлагаемому устройству, диаметром 12 мм каждая. Пар при давлении 2,0 атм и 120°С в течение 2 мин подают в шихту.

Результаты опытов приведены в таблице.

Из данных таблицы следует, что максимальное удаление трубок от стенок окомкователя составляет 0,2 диаметра барабана. Степени заполнения ч (8 и 2%) взяты исходя из значений фактических степеней заполнения в, окомкователях на аглофабриках.

Минимальный предел удаления от стенок окомкователя выбран исходя из максимальной величины толщины образующегося в окомкователях.. гарнисажа. В реальных условиях толщина гарнисажа достигает 100-150 мм, что при применяемых барабанах (диа- . метр 2,5-3,2 м) составляет 0,030,05 диаметра барабана. Таким образом, трубки должны быть удалены от стенки барабана на расстоянии 0,05-0,20 его диаметра. Уменьшение этого предела способствует нарушению ;равновесия сил осыпающегося и поднимающегося потока и возникновению сил механического зацепления между стенкой барабана и трубками при образовании гарнисажа, что исключает нормальную работу установки Увеличение того же предела спосо тому, что трубки, подводящие пар, недостаточно погружены в подни мающийся поток, что приводит к смещению равновесия сил осыпающегося и поднимающегося потоков в сторону увеличения силы действия ссыпающего ся.потока шихты. Это приводит к тому, 20 что трубки из исходного положения в -рабочее не переходят, так как динамический сегмент шихты смещен относительно статического в сторону вра щения барабана. По этой причине пар поступает из трубок не в объем, а н поверхность шихты, что снижает эффективность использования пара и исключает нормальную работу устройства. Применение предлагаемого у тройства позволяет по сравнению с извес ным увеличить температуру нагрева аглошихты на 17°С, что приводит к увеличению производительности агло38установки на 3,1% и экономии твердого топлива на 1,2%. Экономический эффект составляет 95000 руб. в год. Предлагаемое устройство выполнено подвижным по оси парового коллектора, что повышает его стойкость при обрушении массы шихты во время остановки окомкователя; оно простое по конструкции и надежное в эксплуатации; кроме того, устройство позволяет повысить эффективность использования пара и снизить его расход на подогрев агломерационной шихты. Формула изобретения Устройство для подогрева и увлажнения агломерационной шихты паром. содержащее узел подачи пара в виде коллектора с пароподводящими трубками,отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования пара и надежности работы устройства, пароподводящие трубки выполнень и-образной формы, причем концы с выходными отверстиями расположены параллельно стенкам барабана и размещены от них на расстоянии 0,02-0,2 диаметра барабана, а узел подачи пара выполнен подвижным относительно оси коллектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Информация ОТЭИ ОХМК, 1971.

а а

: at

Фиг.д