Способ регулирования газовой фазы в слое окатышей

Союз Советскнк Соцналнстнческнх РеспублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22)Заявлено 2911,79 (21)2845296/22-02 (51)М, Кл. с присоединением заявки йо(23) Приоритет -С 22 В 1/20 Государственный комитет СССР яо делам изобретений н открытий(088.8) Дата опублнкования описания 15,0881 Г.М.Майзель, Р.Ф,Кузнецов, А.П.Бутка С.В.Шаврин, М.Г.Лацыгичев и В,М.(7) Авторы изобретения с йнституттйтут металлургии ьч,сесоюзный научно-исследовательскметаллургической теплотехники и И ральского научного центра АН ССС(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ В СЛОЕ ОКАТИОЕЙподготовкеерной меес ая от ом Изобретение относится кметаллургического сырья в ч таллургии.Известны способы регулирования газовой фазы в слое окатыцей на обжиго- вых машинах конвейерного типа при частичном использовании дешевых видов твердого топлива, включающий регулирование содержания кислорода в горне и сжигание твердого топлива непосредственно в слое окатышей. По этим способам содержание кислорода в горне регулируют посредством подачи на машину дымовых газов. В качестве топлива используют дешевые бурые угли(11.Недостатками этих способов являются необходимость высокой степени герметизации обжиговой машины (в настоящее время отечественная промиаленность таких машин не выпускает); 2 О 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 восстановительные компоненты отсутствуют, отсутствие возможности эксплуатации обжиговой машины при сжигании только дешевых видов твердового топлива. Все это существенчо понижает качество готовой продукции и усложняет конструкцию обжигового оборудования.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ регулирования газовой фазы в слое брикетов на обжиговых машинах конвейерного типа при частичном использовании дешевых видов твердого топлива, вклвчаищий регулирование содержания кислорода в горне и сжигание твердого топлива непосредственно в слое кусковых материалов. По этому способу на обжиговые тележки загружаются последовательно слой угля и слой рудоугольных брикетов, т.е, осуществляют послойную укладку материала. Регулируя состав газовой фазы в горне, в слое кусковых материалов производят коксование угля, те. об печивают создание восстановительных компонентов в газовой .фазе непосредственно в слое обжигаемого материалаНедостатками данного способа являются: послойн укладка материала, осуществление к орой в настоящее время на серийн оборудовании за 855033труднительно, так как требует наличия специального тракта для подачитвердого топливаф необходимость разделения топлива на два потока: самостоятельный поток топлива и топливо,закатываемое в брикеты,в результатечего существенно усложняется система новительные компоненты в газовой фазе отсутствуют и, как следствие, снижается качество готовой продукции," повышенные требования к степени измельчения угля, закатываемого в брикеты, невозможность регулирования содержания РеО в готовой продукции.Цель изобретения - неполное с образованием 1-9 СО сжигание твердоготоплива в слое окатышей и увеличениеколичества используемых в процесседешевых видов топлива,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу в горне обжиговой машины содержание кислорода устанавливают в пределах 2-10 и подаюте него твердое топливо двух фракций:0,04-0,30 и 0,30-3,0 мм в количестве30-100 от общего по теплу расходатоплива, при 10-ном содержании кислорода в горне соотношение мелких икрупных фракций. твердого топливаустанавливают равным 1:1-3, причемна каждый процент снижения содержания кислорода в горне содержание ЗО 35 крупной фракции твердого топлива увеличивают на 8-12 от общего расхода. Использование при производстве окатышей дешевых Видов твердого топлива и частичная либо полная замена им дефицитных видов топлива является важнейшей народнохозяйственной задачей. Вместя с тем решение этой задачи должно сопровождаться улучшением процесса обжига окатышей. В предлагаемом решении использование дешевых видов твердого топлива сочетается с интенсификацией процесса обжига окатышей и позволяет существенно улучшить их качество. Для этого твердоетопливо через специальные сопла топливосжигаюших устройств вдувается в горн обжиговой машины, частично сжигается в горне в состоянии газовзве 0 и и дожигается (за счет недого- ревшЖ крупных частиц топлива) непосредственно в слое материала (несгоревшие частицы поступают в слой ма, териала 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 поверхности слоя окатышей снижается до 1-3 5,подготовки шихты, образование СО вмежкусковом объеме только на ограниченных участках слоя, а именно в месте расположения самостоятельного 10слоя твердого топлива, в связи с чемна отдельных участках слоя восстаи 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) сгораниядостаточного количества топлива в горне конвейерной машины 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 непосредственно 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 горновом 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 ммдля исключения возможности их полногосгорания 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 твердого топлива конвейерную машину переводят на работу с однйм видом топливаи подачу природного газа прекращают.Экспериментальные данные показали, что при 10-ном содержании кислородав горне отапливаемых зон обжиговыхмашин соотношение мелких и крупных Фракций должно быть равно 1:1-3. Подача,крупной фракции топлива в количестве меньшем 1,0 от мелкой фракции приводит к сокращению количества твердого топлива, реагирующего.на нижних горизонтах слоя ока.ьнаей и, следовательно, к их недообжигу,Подача крупной фракции в количествебольшем 3,0 от мелкой Фракции приводит к повышению температуры отходящих газов и, следовательно, к увеличению удельного расхода топлива на процесс.При уменьшении содержания кислорода в горновых газах на каждый процентсодержание крупной фракции твердого 20топлива следует повышать на 8-12от его общего расхода. При меньшемповышении количества крупных фракций(менее 8 от общего расхода) устойчивого образования восстановительныхкомпонентов в слое окатышей не происходит. При большем повышении количества крупных фракций (более 12 от общего расхода) они на обжиговой машинене успевают прореагировать и теряются при грохочении готовой продукции.Сущность изобретения заключаетсяв формировании восстановительной атмосферы непосредственно в слое окатышей посредством одновременного ираздельного сжигания двух видов топлива, включая дешевое недефицнтноетвердое топливо, в оптимальном дляобжига окатышей температурно-временном режиме.П р и м е р. Сырые железорудные 40окатыши загружают на обжиговую конвейерную машину и.последовательноподвергают сушке, подогреву и высокотемпературному двухслойному обжигу.За счет использования рециркулируемых газов с пониженнйм содержаниемкислорода в горновом пространствемашины создают газовую среду с содержанием кислорода 2-10. Например, используя в качестве воздухагорения рециркулируемые газы с содержанием кислорода 14 и устанавливая в горне коэффициент расхода воздуха 3,5, обеспечивают содержаниекислорода в горновых пространствах6,2. При этом содержание кислородав горне регулируют изменением коэффициента расхода воздуха и контролируют газовым анализом горновых газов.Через боковые комбинированные бОгорелки в горн машины подают смесьдвух видов топлива (природного газа,твердого топлива) и воздуха. Приэтом твердое топливо подают в количестве 30-40 от общего по теплу 5 расхода топлива. Например, при производительности горелки по теплу2,5 млн. ккал/ч в горелку подаютприродного газа 147 нм З/ч или 50от суммарного, твердого топлива265 кг/ч или 50 от суммарного.Теплотворная способность газообразногои твердого топлива принята соответственно равной 8500 ккал/нмз и4700 ккал/кг.При необходимости подача природного газа в горелку может быть полностью прекращена. Твердое топливоиз размольных мельниц в горн подаютв виде смеси двух фракций: 0,04-0,30и 0,30-3,0 мм. Относительное содержание этих фракций устанавливают в зависимости от содержания кислорода вгорне. Так, при содержании кислородаи горне 10 в каждую горелку указанной производительности подают топлива мелкой фракции 88 кг/ч, а крупнойфракции 177 кг/ч, т.е. устанавливаютсоотношение мелкой и крупной фракцииравным 1:2. При содержании кислородав горновых газах 6,2 количество крупной фракции топлива увеличивают наlгде 0,1 - приращение крупной Фракцилна 1 снижения содержания кислородав горне.Таким образом, в горелку подают177+67=244 кг/ч крупной фракции и21 кг/ч мелкой фракции топлива.После высокотемпературного обжигаокатыши охлаждают и отправляют насклад готовой продукции,Применение предлагаемого способапозволяетповысить произвбдительностьобжиговых машин на 3-5 и улучшитьметаллургические свойства обожженныхокатышей. Кроме того, обеспечиваетсявозможность замены природного газанедефицитным твердым топливом вплотьдо полного исключения природного газаиз процесса. Ожидаемый экономическийаффект при таком улучшении параметровпроцесса составляет 70 тыс.р. на1 млн.т окатышей,Формула изобретенияСпособ 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 гаэовзвеси и дожигание твердого топлива непосредственно в слое окатышей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью неполного с образованием 1-9 СО сжигания твердого топлива в слое окатьааей и увеличения количества используемых в процессе дешевых видов топлива, в горне содержание кислорода поддерживают в пределах 2-10 и подают в него тверЗаказ 6836/38 Тираж 681 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП фПатент", г Ужгород, ул. Проектная, 4 дое топливо двух фракций: 0,04-0,30и 0,30-3,0 мм в количестве 30-100от общего по теплу расхода топлива,при.10-ном содержании кислорода вгорне соотношение мелких и крупныхФракций твердого топлива устанавливают равным 11-3, причем на каждыйпроцент снижения содержания кислорода в горне содержание крупной Фракции твердого топлива увеличивают на8-12 от его общего расхода.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Кудрявцев В.С. н др. Металлиз зованные окатыши. М., "Машинострое-ние", 1974,2. Патент США М 3383199,кл.75-4,1967.