Устройство для окомкования сыпучего материала Советский патент 1982 года по МПК F27B21/00 

(5.4) .УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОКОМКОВАНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к технологии окомкования сыпучих материалов и может быть использов.ано в черной и цветной металлургии, угольной, хи мической и других отраслях промышленности. Известно устройство для производства окатышей (гранул) из порошковых материалов в псевдоожиженном слое, у которого вертикальная камер окомкования (грануляции) выполнена в виде реактора, в нижней части которого расположена обращенная вершиной вниз коническая газораспределительная решетка 1 . Недостатком данного устройства является сложность конструкции газо распределительной решетки, что обуславливает ненадежность работы камеры окомкования (грануляции). От рицательным фактором является также широкий интервал гранулометрическог состава получаемых окатышей. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаем му результату является установка Для непрерывного регулируемого гранулирования порошков в кипящем слое Устройство состоит из аккумулирующе го бункера шихтовых материалов,. дозировочного устройства, систем подачи газа, исходного материала и вывода готовой продукции, систем очистки отходящих газов и возврата мелочи в процесс, камеры окомкования, вмещающей псевдоожиженный слой комкуемой шихты, газа и окатышей, выполненной в виде вертикально расположенной многоконусной колонны с постепенным нарастанием диаметров устьев конусов снизу вверх 2J. К недостаткам данной установки относятся; повьпиенная запыленность в псевдоожиженном слое при высоких скоростях газа, что вызывает усложнение системы пылеотделения, широкий интервал гранулометрического состава окатышей, обусловленный неравномерностью пребывания в псевдоожиженном слое частичек комкуемой шихты и ожижающего газа, отсутствие возможности осуществления многослойного окомкования и возобновления псевдоожижения в случае прекращения подачигаза в колонну, наличие достаточно сложной газораспределительной решетки и специального устройства для выгрузки готового продукта из установки .

Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение пылевьшоса,, улучшение качества окатышей.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для окомкования сыпучих материалов в зонах циркуляции, создаваемых в плотном слое шихты, содержащем системы загрузки ее компонентов , выгрузки окатышей и камеры окомкования с соплами для подачи газа и связующих, камеру окомкования. располагают наклонно под углом к горизонту, большим угла естественного откоса гранулируемого материала, А сопла устанавливают в днище камеры последовательно друг за другом в один, два и более рядов, причем расстояние между рядами сопел и близлежащими соплами в ряду составляет 2-16 диаметров сопла.

Площадь поперечного сечения камеры в верхней части не менее, чем в два раза больше ее площади в нижней части,

Кроме того, с целью снижения пылевыноса в нижней части камеры окомкования устанавливают сопло для подачи газа, направленное навстречу опускающемуся материалу.

Принципиальными -отличиями данного устройства являются: во-первых, придание днищу камеры .окомкования угла наклона, большего угла естественного откоса -комкуемой шихты для ее устойчивого движения в камере, во-вторых, Указанное расположение сопеш для подвода газа исключает соприкосновение соседних зон циркуляции, а . при этом снижается разрушаемость окатышей, в-третьих, площадь сечения верха камеры (в районе ее загруз;ки), превышает ее нижнюю часть (в районе выгрузки готовых окатышей) в целях обеспечения движения материала в плотном слое, т,е, количество выпускаемого из камеры материала должно быть меньше, чем поступающего в нее, В связи с тем, что количество подаваемого через сопла газа меньше, чем при псевдоожиженном слое, уменьшается истирание материала и окатышей в камере, а следовательно, снижа тся пылевынос. Этому способствует также подача газа навстречу опускающемуся материалу,

I

На чертеже изображено описываемое 5 стройство для окомкования сыпучих гбатериалов,

Устройство включает в себя аккумулирующий бункер 1, загрузочный бункер 2 с засыпным аппаратом 3, обеспечивающим предотвращение утечки газа и пыли из устройства и регулируемую подачу шихтовых материалов, и газоотводом 4 для отходящих газов, способствующих сушке исходного материала, камеру окомкования 5,

вмещающую плотный слой кемкуемой шихты с зонами циркуляции газа, ших- ты и окатышей, сужающейся в области разгрузочного отверстия, установленную 1 наклонно по отношению к загрузочному бункеру под углом, большим угла естественного откоса комкуемой шихты, с соплами 6 и 7, установленными в днище камеры последовательно друг за другом в один, -два и более

рядов с вмонтированными в сопла форсунками 8 - элементом возврата мелочи в процесс, форсунками 9 для подачи связующего вещества в зоны циркуляции 10-13, форсунками 14 для

подачи компонентов шихты при осу-: ществлении многослойного окомкования в зоне циркуляции 13, а в сужающейся части расположено сопло 15 для подачи газа, подогретого в калорифере 16,

навстречу движущемуся окомкованному материалу, обеспечивающего сушку s окатышей и возвратив процесс пыли, шарнир 17 и регулирующее устройство . 18, обеспечивающие изменение угла

наклона камеры окомкования, циклон 19 для очистки отходящих газов, трубопровод 20 для возврата мелочи из циклона в камеру окомкования, резервуар 21 для связующего вещества,

резервуар 22 для компонентов шихты, накатываемых на окатыши, классификационный грохот 23, бункер готовой продукции 24, воздуходувка 25, транспортировочное устройство .2,6 для

возврата некондиционных окатышей в

Процесс,

Устройство работает следующим образом.

Шихта произвольной влажности из аккумулирующего бункера 1 подается в загрузочный бункер 2, откуда с помощью регулируемого засыпного аппарата 3 направляется в камеру окомкования 5, В районе загрузки ком.к.уемая шихта подсушивается отходящими газами и вовлекается в процесс окомкования в зонах циркуляции 10-13, образующихся за счет подачи в слой комкуемой шихты газа через сопла б

и 7,

Материал, попав в зону циркуляции 10, благодаря действию центробежных сил разделяется таким образом, что более крупные частицы материала в ходе циркуляции и вращения вокруг собственной оси накатывают на себя мелкие, чему соответствует большая скорость циркуляции крупных-частиц и подача связующего в зону под давлением через форсунки 9, Достигнув

0 критического размера для данной зоны циркуляции, укрупнившиеся частицы (окатыши, гранулы) выпадают из зоны циркуляции и опускаются в нижнюю часть камеры, где поступают в зону

5 циркуляции 11, Вращаясь в зоне цирГкуляции 11 окатыши упрочняются и увеличиваются в размере до критиче кой величины, характерной для данн зоны циркуляции, затем выпадают из нее вниз и далее опускаются в зону циркуляции 12 и т.д. до дости НИН окатышами требуемого размера. В зоне циркуляции 13 осуществляется послойное окомкование за счет подачи через форсунку 14 допо нительных компонентов шихты, уплот нение, упрочнение и сушка окатышей за счет горячих газов, подаваемых навстречу окомкованному материалу через сопло 16, Окатыши удаляются зоны циркуляции 13 и под действием силы тяжести падают на классификационный грохот 23, откуда окатыши требуемых размеров скатываются в jбункер готовой продукции 24. Некондиционные окатыши возвращаются процесс транспортировочным устройс вом 26, Производительность устройства и крупность окомкования материала регулируются путем изменения скорости струи газа, образующей зону циркуляции, увеличением числа р51дов сопел и расстояний между ними. Увеличение скорости струи газа и числа рядов сопел приводит к повышению производительности установки. Увеличение расстояния между рядами сопел снижает ее. прочность окатышей (гранул) регулируется путем подбора связующего и параметров дутья. Пример. Работоспособность предлагаемого устройства для окомко вания сыпучих материалов может быть проверена на укрупненной лабораторн модели. Камера окомкования длиной 1300 мм имеет прямоугольное сечение 150 X 150 мм. В днище камеры вдоль продольной оси установлены в один ряд 7 сопел внутренним диаметром 10 мм. Расстояния между 1 и 2, 2 и Зи4, 4и5, 5и6 соплами составоПяют соответственно 7,36; 9,25; 10,68; 11,58; 12,23 и 12,73 см. Ско рость истечения воздуха через сопла 1-6 составляет соответственно 6,5; 8,72; 10,47; 11,63; 12,23; 13,0 м/с. Связующим служит вода., по

Крупность комкуемого материала, мм

.Плотность комкуемого материала, кг/м

Диаметр окатышей, мм Плотность окатышей, кг/м

0-1

0-1 1400 15-25

13-25 1200 даваемая через форсунки, установленные в соплах. Угол наклона камеры окомкования по отношению к горизонту составляет 17. Экспериментально установлено, что при расстоянии между рядами сопел и между соплами в ряду менее двух диаметров сопла происходит наложение соседних зон циркуляции друг на друга, а это приводит к разрушению получаемых гранул в месте стыковок зон циркуляции. По опытным данным снижение данного расстояния до 1,8 и 1,5 диаметра сопла повышает количество разрушенных окатышей соответственно на 7 и 15%. Увеличение расстояния между рядами сопел и соплами в ряду свыше 16 диаметров сопла нецелесообразно, так как в результате роста размеров камеры и увеличения времени пребывания материала в ней снижается производительность установки. Кроме того, при повышении расстояния между соплами в ряду увеличивается количество материала, проходящего между соседними зонами циркуляции и не участвующего в процессе окомкования, т.е. значительно снижается выход годного. Камеру окомкования располагают под углом к горизонту, большим угла естественного откоса гранулируемого материала,для обеспечения устойчивого движения материала в камере, поперечное сечение камеры в верхней части, как показали проведенные эксперименты, должно быть, по крайней мере, в два раза- больше нижней части для обеспечения движенияслоя в плотном состоянии, это гарантирует нормальное протекание процесса окомкования в камере. В результате.подачи встречного потока таза в нижнюю часть камеры окомкования пылевынос снижается на 45-73% по сравнению с процессом окомкования без подачи газа. ; в таблице приведены результаты окомкования угольной пыли, содержащей 100% фракции менее 1 мм, в предлагаемом устройстве, в .аппарате кипящего слоя и чашевом грануляторе.

Влаж-ность окатышей, %8-15

Однородность окомкованного материала,% 80 Прочность окатышей, кг/окатыш

Использование предлагаемого устройства для окомкования сыпучих материалов по сравнению с известным устройством обеспечивает следующие преимущества: упрощение конструкции устройства и повышение ее надежности в процессе эксплуатации, в результат отсутствия газораспределительной решетки и специального устройства для выпуска готового продукта; повышение однородности гранулометрического состава окомкованного -материала и . увеличение прочности окатышей за счет большего уплотнения их в зонах циркуляции равных размеров; совмещение в одном аппарате процессов подготовки шихты, окомкования и обработки окатышей, включая накатывание на них слоев из других материалов и сушки; уменьшение пылевыделения за счет снижения истираемости .материала и возвращения в процесс окомкования пыли, образующейся при истирании материала, потоком газа, подаваемым в нижнюю часть камеры, навстречу опускающемуся материалу.

Формула изобретения

Продолжение таблицы

8-15

8-15 83 92

5 ее компонентов, ., выгрузки окатышей и камеры окомкования с соплами для подачи газа и связующих, о т л ичающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения

Q пылевыноса и улучшения качества

окатышей, камера окомкования размещена под углом к горизонтальной плоскости, большим угла естественного откоса гранулируемого материала, а сопла установлены в днище камеры последовательно друг за другом в один, два и более рядов, причем расстояние между рядами сопел и близлежащими соплами в ряду составляет 2-16 диаметров сопла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Патент США 3856441,кл.425-7, 5 опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР №.170466, кл. В 017 21/16, 1965.