Вращающаяся печь для восстановительного обжига железосодержащего материала

(19) О 1 0 За С 21 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ НИЕ ИЗОБРЕТЕ РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 22-02(46) (72) АХ. (71) (53) Бюл. 9 30 ицкий В,И. К ян и В.А. Дем черной метал 183 (088. 8) оп апд ЯееГ с. 10-22. ое свидетельс С 22 В 1/02, втун ргии Зараз во СССР1978.(54)(57) ВОССТАНО ДЕРЖАЩЕГ груэочну корпус с ловиной,1ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ИТЕЛЬНОГО ОБЖИГА ЖЕЛЕЗОСОМАТЕРИАЛА, содержащая эаи разгрузочную головки, разгрузочными порогом и гор в которой установлен топлив 3406352/ 12.03.82 15.08.83 В.В. Лис Воскерич Институт 669.421.1. Х. 1 г 52, М 1 Авторск 856, кл. ный коллектор, от ли ч ающа яс я тем, что, с целью исключения вторичного окисления продукта и сокращения простоев печи, топливный коллектор выполнен в виде тора со сквозными отверстиями и установлен перед торцовой частью .разгрузочной горловины на расстоянии 2-4 диамет- Ф ров поперечного сечения тора.2. Печь по п, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена установленным в разгрузочной головке в зоне примыкания нижней части горловины к указанной головке печи дополнительным топливным коллектором, выполненнымв виде половины тора с отверстиями, направленными в сторону Е .разгрузочной горловины.Изобретение относится к чернойи цветной металлургии, в частностик аглодоменному производству, длявосстановительного обжига перед брикетированием преимущественно тонко;измельченного железосодержащего ма 5териала во. вращающихся трубчатых печах, и может, быть использовано вгорнообогатительных фабриках для .магнетиэирующего обжига железныхруд и обжига цементного клинкера,В настоящее время в химической,цементной и металлургической и других отраслях промышленности широкоэксплуатируются вращающиеся печи,работающие по противоточному режиму. 15.Характерной особенностью работы та-.ких печей является наличие определенного разрежения в разгрузочнойголовке, необходимое дяя обеспечениятребований техники безопасности и са-рОнитарных норм по загазованности изапыленности, в результате чегс череззазоры между вращающимся корпусомпечи .и ее разгрузочную головку подсасывается иэ окружающей среды значительное количество воздуха. С уве. -личением диаметра печи величина подсоса возрастает и практически составляет 15-20. Подсасываемый воздухснижает технико-экономические показатели работы печи, а также отрицательно, влияет на качество готовогопродукта, Последнее относится к вращающимся печам для восстановительного обжига железосодержащего матерна"ла. Кислород воздуха, подсасываемыйпечью через разгрузочную горловину,в зависимости от крупности .восстановленного материала частично илиполностью окисляет его как в разгрузочной горловине, так и в самой печи,Применяемые в настоящее времяуплотнения разгрузочной головки,пе.чи частично снижают подсосы, но неустраняют их полностью, 45Известна вращающаяся печь, в которой с целью предохранения восстановленного .материала от:вторичногоокисленич в торцовой части разгрузочной головки установлено устройстводля подачи измельченного топлива взону восстановления. В такой печибезокислительная атмосферасоздаетсяв зоне восстановления 1 11,. Однако в разгрузочной горловинепечи не устраняется вторичное окисление врсстановленногр материала кислородом подсасываемого воздуха, который омывает частицы этого Ыатериала на этом участке печи. Прнчем доляподсасываемого воздуха здесь максимальная,другим:недостатком такой пежприменительно для восстановительногообжига тонкоизмельченного сырья пе;ред брикетированием является то, 65 что ввод дополнительного количества твердого топлива снижает качество готового продукта из-за раэубоживания его нежелательными примесями и, в первую очередь, золой.НаибОлее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является вращающаяся печь для восстановительного обжига железосодержащего материала, содержащаязагрузочную и разгрузочную головки, корпус с разгрузочным порогом и горловиной, с установленным в ней топливным коллектором. Причем топливный коллектор выполнен в виде замкнутого цилиндра с радиальными отверстиями, направленными на внутреннюю. поверхность разгрузочной горловины, и снабжен.топливоподводом с регулировочным вентилем.Печь работает следующим образом.Железосодержащий материал с твердыми или другими добавкаМи загружается через загрузочную головку в печь, где он подвергается сушке, нагреву и восстановительному обжигу с поверхности или путем продувки слоя шихты восстановительным газом. Восстановленный обожженный материал выдается через разгрузочную горловину в разгрузочную головку, а оттуда - на последующую обработку, например брикетирование. Топливо, например природный газ, через регули.- ровочный вентиль и топливоподвод поступает в коллектор, из которого через радиальные отверстия диффузионным потоком в виде веера истекает в разгрузочную горловину .При выходе из коллектора в печь струи топлива загораются, образуя на пути движения воздуха почти сплошную по сечению горловины огненную завесу. Таким образом, в зону восстановления .печи поступает не холодный подсосанный воздух, а горячие топочные газы с пониженным окислительным потенциалом на входе в зону восстановления. Непрореагировавшие ,топливные газы после эоны восстановления дожигаются в зоне нагрева С 2 1.Недостатком известного способа является частичное или полное вторичное окисление восстановленного материала, особенно тонкоиэмельченного, при его движении к р;эгрузочной горловине и при выгрузке в разгрузочную головку за счет воздействия кислорода цодсасываемого воздуха как по длине горловины, так и на поток выгружаемого материала, Это происходит в результате отсутствия защитного действия топливного газа на указанных участках выполнение кол лектора в виде замкнутого цилиндра и размещение его в печи увеличивает .скорость подсааываемого воздуха в кольцевом канале между коллектороми внутренней поверхностью разгруэоч- Приближение коллектора к юэрцу ной горловины, что усиливает вынос горловины 2 на величину меньше нижматериала из горловины печи. него предела .приводит к возмущениюКроме того, за счет повышения ско- материального потока в зоне выгрузки, рости движения. окислителя интенси- повышает окислительный потенциал гафицируется процесс связывания кисло- з вовой фазы.рода с топливом, что увеличивает Удаление коллектора от торца на , возможность.сплавления обрабатывае- величину больше верхнегб предела мого материала и примыкания его к снижает равномерность восстановителькладке, Следует также отметить, что ного потенциала по длине горловины, при образовании в печи крупных спе приводит к появлению циркуляционныхков восстановленного материала воз-. зон перед выходной частью горловины. можно их застревание в канале между В зависимости от удаления коллекколлектором и горловиной, что приво- " тора 6 отверстия 7 могут быть выполдит к остановке печи с последующим невы радиально или под углом, направдемонтажом коллектора и выгрузкойленным в выходную часть горловины этих спеков. Такое выполнениеи раз- на расстоянии до 100-200 мм. Суммармещение топливного коллектора сни- ная площадь отверстий 7 должна сосжает его стойкость из-за расположе- тавлять 30-35 площади торового сечения его в зоне высоких температур ния в свету, это усилие обеспечивает и способствует сажеобразованию в его 2 О равномерность раздачи топлива по полости эа счет низкой скорости . . отверстиям.топлива. Во вращающихся печах диаметромЦель изобретения - исключение до 1,2-1,5 м целесообразно наружные вторичного окисления продукта и сок- , отверстия 7 в коллекторе 6 направить ращения простоев печи. на поток выгружаемого материала.Поставленная цель достигается В большегрузных вращающихся петем, что во вращающейся печи длячах диаметром свыше 1, 5 2 и возрасвосстановительного, обжига желеэосо- тает площадь .кольцевого зазора между держащего материала, содержащей за- горловиной 5 и головкой 2, что увегрузочную и разгрузочную головки, личивает расход подсасываемого окру- корпус с разгрузочными порогом и гор- .жающего .воздуха, для связывания коловиной, в которой установлен топ- торого установлен дополнительный ливный коллектор, топливный коллектор топливный коллектор в зоне прохожде" выполнен в ниде тора со сквозными йия горловины печи через разгруэоч" отверстиями и установлен перед тор- . ную головку (т.е. в зоне выгрузки). цовой частью разгрузочной горловины 35 . дополнительный топливный коллекна расстоянии 2-4 диаметров попереч- тор выполнен в виде полутора с отверного сечения тора. стиями, направленными в сторону раэПечь снабжена установленным в груэочной горловины, при этом угол разгрузочной головке в зоне примыка- . атаки струй, истекающих через отния нижней части горловины указан. верстие должен составлять 90+20 , в ной головке печи дополнительным топ- зависимости от размещения коллектора ливным коллектором, выполненным в 8. Подвод топлива; к коллекторам б и виде половины тора с отверстиями, 8 может быть осуществлен как от печнаправленными в сторону разгрузочной ного топливопровода, так и от само- горловины. 45 стоятельного, при этом, в процессеНа фиг.1 схематически изображена работы печи; общий расход газа не вращающаяся печь; на фиг.2 - сече-. . увеличивается, а только перераспре,ние А-А на фиг.1; на фиг,3 - сече- деляется между точками потребления.ние Б-Б на фиг.1. На фиг.1 показаны точки отборапроб газа на анализ, обозначенныевращающаяся печь содержит эагру- , буквами ОЬ, сдЕ . зочную 1 и разгрузочную 2 головки, Печь также оборудована горелками, корпус 3 с разгрузочным порогом 4 и установленными в ее корцусе по длигорловиной 5, с установленным перед . не и устройствами для дожигания торцовой частью ее топливным коллек- . нецрореагировавшего газа, которые тором б, выполненным в виде торане показаны. со сквозными отверстиями. 7, а в раз- Работает печь следующим образом. грузочной головке 2 ниже горловины . Железосодержащий материал вместе 5 установлен дополнительный топлив- с другиМи технологическими добавканый коллектор 8. Наружный диаметр мн загружают в печь через загрузочколлектора б выполняется 0,4-0,8 60 ную головку 1. В рабочем пространствнутреннего диаметра горловины. Рас" ве печи происходит сушка, нагрев стояние в свету между коллектором б ,шихты и восстановление ее желеэосо- и торцом выгрузки горловины 5 долно держащего компонента углеродосодер 1 находиться в пределах 2-4 диаметра жащими добавками илн путем продувки поперечного сечения тора, у,слоя восстановительными газами.10350 70 Точкаот борапробгаза Компоненты, Ъ"( Т СО 0,0 7,4 2,9 6,2 а Ь 0,0 8 юО 6,7 0,0 0,0 Ою 4 9,3 6,2 2,1 1,4 Ою 4 8,8 1 бр 5 3,0 7 г 6 0,0 9,4 8,6 5,6 В ос ст анон ленный мат ери ал и э печи выгружается через разгрузочные порог , 4 и горловину 5 в разгрузочную головку 2 и затем поступает на дальнейшую обработку, например брикетирование. Газодинамический режим в печи поддерживают таким, чтобы н разгрузочной головке образовалась зона разрежения, необходимая для обеспечения требований техники безопасности и санитарных норм по загазованности и запыленности.Истекающее из отверстий коллектора 8 топлино с низкой скоростью сжигается диффузионно за счет кислорода воздуха, подсасываемого в результате разрежения н головке 2 через кольцевой зазор. между корпусом 3 и разгрузочной головкой 2. При этом основная часть воздуха расходуется на процесс горения топлива, подаваемого через коллектор 8. Часть воздуха, неиспользованная в нижней части печи (ниже разгрузочной горловины), оттесняется к оси печи, где участвует в процессе горения топлива истекающего из отверстий 7 топливного коллектора б. При истечении струи топлива загораются, образуяна пути днижения воздуха сплошнуюзавесу по всей длине и сечению горловины 5.При таком выполнении вращающейсяпечи и организации сжигания топливагазовая атмосфера в горловине надслоем шихты не содержит свободногокислорода,. что предотвращает от вторичного окисления восстановленногоматериала. Это подтверждается химическим анализом проб газа, отобранных н точках а ,13, О, Д, е не наопытной печи с внутренним диаметромрабочего пространства равным 1,2 ми при использовании в качестне топлива природного газа.В табл. 1 представлен химический состав газа н отобранных точках. При подаче одинакового количестватоплива только через коллектор б итакого же количества топлива, нераспределенного как на коллектор б,так и на дополнительный коллектор 8,газовая атмосфера н точке Ь во второмслучае содержит меньше кислорода,чем в первом, н результате того,что во втором случае в разгрузочнойголовке 2 печи повышается давление,что снижает подсосы воздуха в печь.В табл2 предСтавлен химическийсостав проб газа.Продукты сжигания, образующиеся 10 в результате горения топлива, сжи.гаемого в разгрузочной головке иразгрузочнОй горловине, устраняютсявверх. Из табл.2 видно, что при раздельной подаче топлива через коллек тор б и 8 уменьшается количестноподсосанного воздуха, а, следовательно, и количестно продуктов сжиганиякак в разгрузочной горловине 5, таки в свободном объеме печи. Оба эти .фактора способствуют снижению пылевыноса иэ пеЧи. Кроме того, коллектора интенсивно охлаждаются движущимся н них сплошным потоком топлива.Устанонка топливного коллектораб перед торцовой частью разгрузочной горловины на расстоянии 2-4 диаметра поперечного сечения тора обеспечивает равный выпуск продукта иэпечи, однородность потока по сечениюгорловины, высОкий восстановительныйпотенциал атмосферы, изотермическийрежим по длине горловины повышаеттемпературный уровень в зоне выгрузки, оптимагьный режим газонасыщенияматериала при его движении и выгрузЗ 5 ке.Таким образом, н результате использованияпредлагаемой печи исключается вторичное окисление восстановленного материала (продукта) в эак лючительной стадии обработки и впроцессе выгрузки, улучшаются технологические и теплотехнические условия обжига за счет повышения степенидожигания топлива, облегчаются усло вия работы коллектора и сокращаетсявремя простоев печи, связанное с работоспособностью топливного коллектора и при дальнейшей обработкенапример брикетированием, повышаетсяпроизводительность.Т аблица 1 сн со о1035070 Таблица 2 СО Не СН 4 СО О 0,0 0,0 0,0 Э,8 00 00 00 85 16 3,0 О,О 24 5,0 Фиг,2 ель Ь. СавелиеКостик Сост Техр едактор Л,енк Тираж 568 НИИПИ Государственн по делам изобретени 5, Москва, Ж, Рау аказ 5761 писное ф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 ПП фПат Фил Расход газа, нм /чЭ Эв Через кол- Через коллектор 6 лектор 8 го комитета С и открытий ская наб д рректор В. Бутяга