Устройство для окомкования сыпучего материала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пп 974082(22) Заявлено 280581,21) 3294533/22-02с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 1511,82 Бюллетень Мо 42 131) М. Кп. Р 27 В 21/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 669, 1: 622. . 788 (088. 8) Дата опубликования описания 15.11.82 Е,В. Максимов, Б,С, Фиалков, А.Б, Талжанов, А,А. Ткаченко,Л.С, Грабко, В.Ф. Фатихов, А.В, Афонькин, А.ф.Щукин-т в в ,Т.Е, Жандильдин, А,Д. Кагарлицкий, К.Х, Джук 4 вкае 9:и А.В. Кашуба1Химико-металлургический институт АН Казахской ССР(5.4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОКОМКОВАНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛАИзобретение относится к технологии окомкования сыпучих материалов и может быть использовано в черной и цветной металлургии, угольной, химической и других отраслях промышленности.Известно устройство для производства окатышей (гранул) из порошковых материалов в псевдоожиженном слое, у которого вертикальная камера окомкования (грануляции) выполнена в виде реактора, в нижней части которого расположена обращенная вершиной вниз коническая газораспределительная решетка 1 11,Недостатком данного устройства является сложность конструкции гаэораспределительной решетки, что обуславливает ненадежность работы камеры окомкования (грануляции) . Отрицательным фактором является также широкий интервал гранулометрического состава получаемых окатышей.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для непрерывного регулируемого гранулирования порошков в кипящем слое. устройство состоит иэ аккумулирующего бункера шихтовых материалов, . дозировочного устройства, системподачи газа, исходного материалаи вывода готовой продукции, системочистки отходящих газов и возвратамелочи в процесс, камеры окомкования, вмещающей псевдоожиженный слойкомкуемой шихты, газа и окатышей,выполненной в виде вертикально расположенной многоконусной колонны спостепенным нарастанием диаметровустьев конусов снизу вверх 1 21. К недостаткам данной установкиотносятся: повышенная запыленностьв псевдоожиженном слое при высокихскоростях газа, что вызывает усложнение системы пылеотделения, широкийинтервал гранулометрического состава окатышей, обусловленный неравномерностью пребывания в псевдоожиженном слое частичек комкуемой шихты и1 ожижающего газа, отсутствие воэможности осуществления многослойного,окомкования и возобновления псевдо ожижения в случае прекращения подачигаза в колонну, наличие достаточносложной гаэораспределительной решетки и специального устройства длявыгрузки готового продукта иэ уста новки.10 15 2 О 25 30 35 Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение пылевыноса,улучшение качества окатышей,Укаэанная 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 камерыокомкования с соплами для подачи газа и связующих, камеру окомкования,располагают наклонно под углом кгоризонту, большим угла естественного откоса гранулируемого материала,а сопла устанавливают в днище камерыпоследовательно друг за другом водин, два и более рядов, причем расстояние между рядами сопел и близлежащими соплами в ряду составляет2-16 диаметров сопла.Площадь поперечного сечения камеры в верхней части неменее, чем вдва раза больше ее площади в нижнейчасти.Кроме того, с целью снижения пылевыноса в нижней части камеры окомкования устанавливают сопло для по-дачи газа, направленное навстречуопускающемуся материалу.Принципиальными отличиями данногоустройства являются: во-первых, придание днищу камеры .окомкования угланаклона, большего угла естественногооткоса .комкуемой шихты для ее устойчивого движения в камере, во-вторых,указанное расположение сопел для.подвода газа исключает соприкосновение соседних зон циркуляции, апри этом снижается разрушаемостьокатышей, в-третьих, площадь сеченияверха камеры (в районе ее загруз",ки), превышает ее нижнюю часть (врайоне выгрузки готовых окатышей)в целях обеспечения движения материала в плотном слое, т.е, количествовыпускаемого из камеры материаладолжно быть меньше, чем поступающегов нее, В связи с тем, что количествоподаваемого через сопла газа меньше,чем при псевдоожиженном слое, уменьшается истирание материала и окатышей в камере, а следовательно, снижается пылевынос, Этому способствуеттакже подача газа навстречу опускающемуся материалу,На чертеже изображено описываемоеустройство для окомкования сыпучихМатериалов,Устройство включает в себя аккумулирующий бункер 1, загрузочныйбункер 2 с засыпным аппаратом 3,обеспечивающим предотвращение утечкигаза и пыли из устройства и регулируемую подачу шихтовых материалов,и газоотводом 4 для отходящих газов,способствующих сушке исходного материала, камеру окомкования 5,вмещаюшую плотный слой комкуемойшихты с зонами циркуляции газа, шихты и окатышей, сужающейся в областиразгрузочного отверстия, установленнуюнаклонно по отношению к загрузочному бункеру под углом, большимугла естественного откоса комкуемойшихты, с соплами 6 и 7, установленными в днище камеры последовательнодруг за другом в один, два и болеерядов с вмонтированными в сопла форсунками 8 - элементом возврата мелочи в процесс, форсунками 9 дляподачи связующего вещества в зоныциркуляции 10-13, форсунками 14 дляподачи компонентов шихты при осу-,ществлении многослойного окомкованияв зоне циркуляции 13, а в сужающейсячасти расположено сопло 15 для подачигаза, подогретого в калорифере 16,навстречу движущемуся окомкованномуматериалу, обеспечивающегосушкуокатышей и возврат. в процесс пыли,шарнир 17 и регулирующее устройство18, обеспечивающие изменение угланаклона камеры окомкования, циклон19 для очистки отходящих газов, трубопровод 20 для возврата мелоЧи иэциклона в камеру окомкования, резервуар 21 для связующего вещества,резервуар 22 для компонентов шихты,накатываемых на окатыши, классификационный грохот 23, бункер готовойпродукции 24, воздуходувка 25, транспортировочное устройство .26 длявозврата некондиционных окатышей впроцесс.( Устройство работает следующимобразом,Шихта произвольной влажности из40 аккумулирующего бункера 1 подаетсяв загрузочный бункер 2, откуда спомощью регулируемого засыпного аппарата 3 направляется в камеру окомкования 5, В районе загрузки комкуемая шихта подсушивается отходящими газами и вовлекается в процессокомкования в зонах циркуляции 10"13,образующихся эа счет подачи в слойкомкуемой шихты газа через сопла 6и 7,Материал, попав в зону циркуляции10, благодаря действию центробежныхсил разделяется таким образом, чтоболее крупные частицы материала входе циркуляции и вращения вокругсобственной оси накатывают на себямелкие, чему соответствует большаяскорость циркуляции крупных частиц йподача связующего в зону под давлением через форсунки 9. Достигнув60 критического размера для данной зоныциркуляции, укрупнившиеся частицы(окатыши, гранулы) выпадают из эоныциркуляции и опускаются в нижнюючасть камеры, где поступают в зону65 циркуляции 11. Вращаясь в зоне цир,куляции 11 окатыши упрочняются иувеличиваются в размере до критической величины, характерной для даннойзоны циркуляции, затем выпадаютиз нее вниз и далее опускаются взону циркуляции 12 и т.д. до.достижения окатышами требуемого размера,В зоне циркуляции 13 осуществляется послойное окомкование эасчет подачи через форсунку 14 дополнительных компонентов шихты, уплотнение, упрочнение и сушка окатышейза счет горячих газов, подаваемыхнавстречу окомкованному материалучерез сопло 16, Окатыши удаляются иэзоны циркуляции 13 и под действием 15силы тяжести падают на классификационный грохот 23, откуда окатышитребуемых размеров скатываются вбункер готовой продукции. 24, Некондиционные окатыши возвращаются в 2 Опроцесс транспортировочным устройством 26,Производительность устройства икрупность окомкования материала регулируются путем изменения скоростиструи газа, образующей зону циркуляции, увеличением числа рядов сопел и расстояний между ними. Увеличение скорости струи газа и числарядов сопел приводит к повышениюпроизводительности установки, Увеличение расстояния между рядами сопел снижает ее. Прочность окатышейгранул) регулируется путем подборасвязующего и параметров дутья,35П р и м е р. Работоспособностьпредлагаемого устройства для окомкования сыпучих материалов может бытьпроверена на укрупненной лабораторноймодели. Камера окомкования длиной1300 мм имеет прямоугольное сечение 4 О150 х 150 мм. В днище камеры вдольпродольной оси установлены в одинряд 7 сопел внутренним диаметром10 мм, Расстояния между 1 и 2, 2 и 3,3 и 4, 4 и 5, 5 и б соплами состав,пяют соответственно 7,36; 9,25;10,68; 11,58; 12,23 и 12,73 см. Скорость истечения воздуха через сопла1 - б составляет соответственно6,5; 8 г 72 ю 10,47; 11,63; 12,23; 5 О13,0 м/с. Связующим служит вода, поПоказатели, характеризующие процесс окомкования Крупность комкуемого материала, мм ЭДиаметр окатышей, ммПлотность окатышей, кг/м даваемая через форсунки, установлейные в соплах, Угол наклона камеры окомкования по отношению к горизонту составляет 17экспериментально установлено, что при ра:стоянии 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 опытньм 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 реэуль" тате 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 по" казали 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 встреч.ного потока газа в нижнюю часть камеры окомкования пылевынос снижаетсяна 45-73 по сравнению с процессомокомкования беэ 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.70 137 115 150 100 100 Пылевынос, мг/1 35-5,4 12-21 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1,Патент США Р 3856441,кл,425-7,55 опублик. 1972,2. Авторское свидетельство СССРР 170466, кл, В 01 Х 21/16, 1965. Формула изобретения сухихтермически обработанных Производительность, кг/ч использование предлагаемого устройства для окомкования сыпучих ма териалов по сравнению с известным устройством обеспечивает следующиепреимущества: упрощение конструкции устройства и повышение ее надежности в процессе эксплуатации, в результате 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. 1. Устройство для окомкования сыпучего материала в зонах циркуляции, создаваемых в плотном слое шихты, содержащее системы загрузки25 ее компонентоввыгрузки окатышейи камеры окомкования с соплами дляподачи газа и связующих, о т лич а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения конструкции, уменьшения ЗО пылевыноса и улучшения качестваокатышей, камера окомкования размещена под углом к горизонтальной плоскости, большим угла естественногооткоса гранулируемого материала, асопла установлены в днище камерыпоследовательно друг за другом водин, два и более рядов, причем расстояние между рядами сопел и близлежащими соплами в ряду составляет2-16 диаметров сопла.4 О 2, Устройство па п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что площадьпоперечногосечения камеры в верхнейчасти не менее, чем в два раза большеее площади в нижней части.45 3, Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что нижняя часть камеры окомкования снабжена соплом для подачи газа, направленным навстречу выпускаемому мате,риалу.. 974082 Составитель Л, вва Техред Л. Бабинец . Корректор Ьфшенко едактор Т; П сн аказ 8670/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 2 Тираж 645 ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от 13035, Москва, Ж"35, Раушская Поета СССРрытийаб., д. 4