Способ регулирования температуры обжига окатышей на конвейерных машинах

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и)855028 (81) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29. 11, 79 (21) 2845377/22-02 с присоединением заявки М (23)Приоритет (53)lVi. Кл.

С 22 В l/14

3Ъсудерстеенный кемитет

СССР

h0 делам изебретехлй и етермткк

Опубликовано 15. 08. 8 1. Бюллетень М 30

Дата опубликования описанию 18.08.81 (53) УДК 669,12

:622.782.42 (088.8) А. П. Буткарев, P. Ф. Кузнецов, Г. М и С, В. Шаврин (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский металлургической теплотехники и Инс металлургии Уральского научного цен (71) Заявители (54)СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ОБЖИГА ОКАТЫШЕЙ НА КОНВЕЙЕРНЫХ

МАШИНАХ

Изобретение относится к подготовке металлургического сырья в черной металлургия.

Известны способы регулирования температуры обжига окатышей в пределах 1150-1350 С на конвейерных ма0 5 шинах при частичном использовании дешевых видов твердого топлива, включающие изменение светнмости факела и времени пребывания окатышей в зонах

10 высоких температур. Светнмость газо вого факела устанавливают изменением коэффициента расхода воздуха, а время пребывания окатышей в зоне высоких температур определяют в зависимости от скорости прогрева окатьнхей по высоте слоя (1), Недостатками данных способов являются узкие пределы регулирования светимости газового факела, что существенно ограничивает возможности регулировки температуры обжига окатышей; повышенный расход топлива вследствие недостаточно высокой светимости горящего факела; воэможность работы агрегата только на одном виде топлива; отсутствие воэможности эксплуатации оборудования при сжигании дешевых видов твердого тогйтива. Эти недостатки частично устраняются при оборудовании обжиговых машин пыле угольными горелками.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ регулирования температуры обжига окатьнпей и других кусковых материаОлов в пределах 1150-1350 С на конвейерных машинах при использовании де шевых видов жидкого и твердого топлива, включающий изменение светимости факела при сжигании различных видов топлива в газовэвеси и времени пребывания окатышей в зонах с ловы щенной светимостью факела. По этому способу в горне конвейерной машины сжигают газообразное, жидкое или пылевидное твердое топливо, и проневозможность работы агрегата толь5 ко на одном виде топлива (основном или резервном); недостаточно широкие пределы регулирования светимости факела при работе только на одном виде топлива, в 1О результате чего установка оптимальной температуры газа-теплоносителя в гор-не обжиговой машины существенно усложняется; необходимость полной либо частич- 15 ной замены сопла и других элементов топливосжигающих устройств при гереходе с одного вида топлива на другое; отсутствие возможности эксплуата- 20 ции машины на двух видах топлива,включая недефицитное дешевое твердое топливо; недостаточно эффективное развитие процессов тепло- и массообмена. 25

Цель изобретения — установление оптимальной температуры обжига окатышей и увеличение количества используемых в процессе дешевых видов топ- . лива.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу при повышении температуры верхнего горизонта слоя окатышей с 1150 С на каждые 25 С сумО 0 марное количество взвешенных в факеле горна частиц с повышенной плотностью увеличивают с 10-30 r/êã воздуха на

10-.17Х а время пребывания окатышей в зоне с повышенной светимостью фа-кела сокращают с 18 мин на 2-4Х, при 40 этом количество взвешенных в факеле

30 частиц устанавливают переменным, уменьшая его по ходу движения материала со скоростью 1-3 г/кг воздуха в минуту.

Качество окатьппей, обжигаемых на конвейерных машинах, определяется, главным образом; температурно-временными условиями их термообработки.При этом нагрев верхнего горизонта слоя посредством отдачи тепла конвекцией от потока газа- теплоносителя и излучением от горящего факела определяет параметры термообработки отдельных горизонтов слоя окатышей. Поэтому разработка методов быстрого и надежного регулирования температуры обжига верхнего горизонта слоя окатышей

3 85502 цукты гофения просасывают через слой материала сверху вниз (2 ).

Недостатками этого способа являются:

8 4 в пределах 1150-1350 С 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 повьппенной плотностью, равной 10-80 r/êã 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 газовзвеси 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 повышенной плотностью, обусЯавливающей величину светимости .горящего факела. Поддерживание температур в горне 1150-1350 С, т.е. в высокотемпературных зонах обжиговых конвейерных машин, обеспечивается при концентрации взвешенных в факеле частиц 10-80 r/êã воздуха. Причем температура верхнего горизонта слоя 1150 С соответствует концентрации взвешенных в факеле частиц 10-30 r/êã воздуха.

При концентрации частиц менее 10 r/кг воздуха температура слоя падает ниже

1150 С и окатыши недообжигаются,КонО центрация горящих частиц выше 30 г/кг воздуха нежелательна,.так как приводит

8550 к перегрену 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

10-17Х (на каждые 25 С, начиная с о о

1150 С). При увеличении концентрации 10 частиц менее чем на lOX (на каждые

25 С температуры поверхности слоя) о количество подаваемого в горн твердого топлива оказывается недостаточным, и качество готовой продукции 15 падает. Увеличение концентрации частиц более чем на 17Х (на каждые 25 С температуры поверхности слоя) приводит к спеканию верхних горизонтов слоя, что недопустимо. ?О

Повьппение температуры верхнего горизонта слоя следует сопровождать уменьшением времени пребывания материала в зоне с повьнпенной светимостью факела с 18 мин на 2-4X: Снижение 25 времени пребывания материала в этой зоне более чем.на 4Х обусловливает недообжиг нижних горизонтов слоя вследствие недостаточности времени пребывания этих горизонтов слоя при 30 требуемых по технологии температурах и является нежелательным. Снижение времени пребывания материала в высокотемпературных зонах менее чем на

2Х, не улучшая качество готовой продукции, приводит к повышению удельного расхода топлива на процесс.

При обжиге кусковых материалов для. интенсификации процесса термообработ40 ки 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 движения материала следует постепенно уменьшать со скоростью 1-3 г/кг воздуха в минуту. Более высокая скорость снижения концентрации частиц в горящем факеле (более 3 r/êã воздуха)недопустима, так как приводит к подаче недостаточного количества топлива н конце высокотемпературных зон и, следовательно, к недообжигу окатышей.

Скорость понижения концентрации взвешенных в факеле частиц (меньше 1 г/кг

28 б воздуха)не приводит к ощутимому снижению удельного расхода топлина на процесс.

Сущность изобретения заключается в регулировании светимости горящего факела, т.е. регулировании температуры поверхности верхнего горизонта слоя окатьппей посредством изменения концентрации взвешенных н факеле частиц с повьппенной плотностью и времени пребывания материала в этой зоне н оптимальных для кажДого конкретного случая соотношениях-.

Пример. Сырые железорудные окатыши загружают на обжиговую конвейерную машину и последовательно подвергают сушке, подогреву и высокотемпературному обжигу. В горн отапливаемых эон 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 газонзвесь подают через специальные концентрические сопла, расположенные внутри топливосжигающих устройств. Таким образом в горне осуществляют сжигание газообразного и твердого в состоянии газовзнеси топлива.

Образовавшийся высокотемпературный поток газа-теплоносителя просасывают. через слой окатышей сверху вниз, подвергая его высокотемпературной окислительной термообработке.

Регулировку взвешенных в факеле горна частиц производят изменением

/ количества подаваемого н горелку твердого топлива, Например, для нагрева поверхности слоя окатьппей до

О

1150 С концентрация взвешенных частиц топлива должна составлять 20 г/кг воздуха. Для этого в горелку произвоцительностью по теплу 3,0 млн.ккал/ч подают воздух горения н количестве.

5000 нм /ч и твердого топлива 5000х

x20x10 =, 100 кг/ч.

При переходе на обжиг другого вида материала, требующего нагрева поверхности слоя, до, например, 1300 С, концентрацию взнешенных часо тиц топлива увеличивают на 15Х, т.е, 1300-1150 на - x 0,15 х 20 = 18 г/кг

25 воздуха и она н нашем случае составляет 20+18 = 38 г/кг:воздуха. При

7 8 описанных условиях в горелку подают твердое топливо в количестве 5000х

-Э х38 х 10 190 кг/ч. По длине обжиговых машин, например типа OK-108, расположено 12 рядов горелок. Количество твердого топлива, подаваемого в каждую последующую пару горелок, уменьшают на 2 г/кг воздуха, т.е. на

5000x2xlO 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 изменениеи режима работы питателя топлива и контролируют по стационарному весоизмернтелю.

Время пребывания окатышей в зонах с повьппенной светииостью факела при температурах обжига 1150 С устанавлио вают равным 18 мин. При увеличении температуры обжига до 1300 С это время уменьшают на 1300-1150 — — -- — — х 0 03х 25 х18Э,2 иин и оно составит 18-3,2 14,8 мин. Это время регулируют скоростью движения обжиговых тележек и контролируют по стациона;:ным КИП.

После высокотемпературного обжига окатьппи охлаждают и отправляют на склад готовой продукции.

Применение изобретения позволяет повысить производительность обжиговых машин конвейерного тина иа 2-4Х и улучшить металлургические свойства окатышей. Так, содержание FeO в готовой продукции увеличивается на 6-10Х.

Кроме того, становится возможным замена природного газа недефицитным

55028 твердым топливом вплотв до полного исключения природного газа нз процесса, Ожидаемый экономический эффект составляет 60 тыс. р на 1 млн.т окатышей. формула изобретения

Способ регулирования температуры обжига окатьнпей на конвейерных машинах, включающий частичное нспользова1и ние дешевых видов жидкого н твердого топлива, изменение светнмости факела при сжигании в смеси различных видов топлива в газовзвеси воздуха и времени пребывания окатышей в зонах

15 с повьппенной светимостью факела, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью, установления оптимальной температуры обжига окатышей и увеличения количества используемых в процессе

20 дешевых видов топлива, при повьпаении температуры верхнего горизонта слоя окатьппей с 1150 С на каждые 25 С суммарное количество взвешенных в факеле горна частиц с повышенной плот2s ностью увеличивают с 10-30 г/кг воздуха íà 10-17Х, а время пребывания окатышей в зоне с повышенной светимостью факела сокращают с !8 мин на 2-4Х, при этом количество взвешенных в факеле

30 частиц устанавливают переменным, уменьшая его по ходу движения иатериала со скоростью 1-3 r/êã воздуха в минуту.

Источники информации, 35 принятые во внимание при экспертизе

1. Бережной Н. Н. и др. Окомкование тонкоизмельченных концентратов железных руд. М., "Недра", 1971.

2.Патент США!! 3947001,кл.266-20,1-975.

Заказ 6835/37 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035 Москва Ж-35ь Раушская наб. д, 4 5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород,ул.Проектная,4

Составитель Л. Савицкая

Редактор М. Петрова ТехредА. Ач Корректор М. Коста