Способ ведения теплового процесса в шахтной печи

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ СПУБЛИН 51)5 С 21 В 5/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ П 1 НТ СССР МИТЕТТНРЫТИЯ ОП ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРС водительности и экономики топлива,Способ ведения шахтной печи с газораспределительным устройством и загрузочным аппаратом заключается вболее совершенном поддержании оптимального отношения теплоемкостейпотоков материала и газов в локальных зонах, образованных коаксиальными цилиндрическими и горизонтальными сечениями, при этом определяют локальную пороэкость шихтовыматериалов, их газопроницаемость,теплоемкости потоков, их отношениев локальных объемах и это отношениеподдерживают равным заданному длякаждого локального объема, причем слокальную порозность определяют поЖослаблению интенсивности пучка у-излучения, нап гавляемого горизонтально по параллельным хордам, касатель- Сным к верт кальным коаксиальнымцилиндрам, Использование изобретения на 15-207. улучшает качество продукции, на 10-15 Ж увеличивает произ- рводительность и сокращает расходьРприродного газа на 8-1 ОЕ. 3 ил,ОЪ еский инсесоюзн никиатулин,Г Я роше нк ика домения, 1982,на иг тор вен зону.соб ве ниеС процесия теплов следующим ств печи о ом.(21) 4321819/31-02 (22) 03.09.87 (46) 28.02.90. Бюл. У 8 (71) Уральский политехнич ститут им. С.М,Кирова и В научно-исследовательский металлургической теплотех (72) Я,М,Гордон, А.К.Хисм 1 О.С,Машков, Б.А.БоковиковМ,Э,Бланк, В.С.1 Ъьдкий и 10 (53) 669,421.183(088.8) (56) Тарасов В.П. Газодии ного процесса. М.: Метал с. 223.Авторское свидетеУ 1 216200, кл. С 21 В(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к печам для обжига и металлизации железорудного сырья, и может быть использовано также при плавке и термической обработке кусковых материалов. Цель изобретения - улучшение качества ,готового продукта, повышение произИзобретение относится к металлургии, в частности к печам для об-жига и металлизации железорудного сырья, и может быть использовано также при плавке и термической обработке кусковых материалов.Целью изобретения является увеличение производительности шахтной печи, экономия топлива и улучшениекачества продукции,зображено расположение в виде коаксиальнвх ризонтальных сечений;же, план; на фиг, 3 ной печи, соответстпроизводится разбие 15464991 О ного объема, Локальные объемы обраэу 35 рое позволяет управлять распределени ти, включающим коллимированный источ 45 ал удаляется из печи 1. В центре каж 50 55 устройств до данного локального объема. Если в данном локальном объемеотношение 11,/М отклоняется в стороПо результатам экспериментальных или расчетных исследований определяют отношение теплоемкостей потоков материалов и газов (М, /М), которое является заданным и соответствует протеканию процесса с максимальной производительностью и качествомпродукции и с минимальным расходомтоплиВа. Для калиброванной шихты печей металлиэации отношение теплоемкостей потоков шихтовых материалов игазов в любой точке горизонтальногосечения должно быть одинаковым, Походу процесса периодиЧески измеряютпараметры потоков материалов и газовв локальных объемах и по отклонениюотношения теплоемкостей потоков от заданного и газопроницаемости шихтыустанавливают параметры потоков газов на устройствах подачи и отводагаза или материала на устройствахзагрузки с тем, чтобы отношение теплоемкостей потоков материала и газаравнялось заданному. С этой цельюшахтная печь 1 оборудована по высотенесколькими поясами газоотводящихустройств 2 и газоподводящих устройств 3, а также штуцеров 4 дляввода измерительной аппаратуры, таким образом, что каждый из этих поясов находится в нижней части локальются пересечением вертикальных ко"аксиальных цилиндров (их число определяется конкретными условиями технологии) и условными горизонтальными сечениями 5. Печь 1 также оборудована загрузочным устройством 6, котоем материала на колошнике, а также комплексом для измерения порозиосник 7 у-излучения и регистрирующуюаппаратуру 8. Комплекс измеренияперемещается в пределах горизонтального сечения и по высоте печи 1, Через разгрузочное устройство 9 материдого локального объема измеряют значения температур газа и материала,расход газа, его состав, определяютпорозность шихты и соотношение теп лоемкостей потоков газа и материала,а также аэродинамическое сопротивление слоя на пути от газоподводящих 20 25 30- излучения -й хорде; р - .массовый коэффициентослабления излученияматериалом" шихты, см 9 г; р - истинная плотность материала шихты, г/см 3- насыпная плотность материала шихты по хордамгде П э1 п(п) длины отрезков хорд, Чтобы определить теплоемкости потоков в любом локальном объеме печи 1, необходимо наличие информации о таких величинах как скорость движения.материала, температура и для ну, большую от заданного, то требуется увеличение М которое осуществляется дополнительной подачей газав нижнюю часть локального объема, Если в данном локальном элементе М,/Ы отклоняется в другую сторону, то наоборот иэ нижней части локального элемента через устройство отвода газа отводится часть потока, Подача или отвод газа осуществляется до тех пор, пока в локальном объеме не установится заданное отношение теплоемкостей потоков газов и материалов. Давление на газоотводящих и газоподводящих устройствах устанавливается в зависимости от аэродинамического сопротивления слоя на пути подводимого или отводимого потока газа до данного локального объема,В локальных объемах печи, определяемых расположением газоподводов, газоотводов, системой загрузки, заданным числом вертикальных максимальных цилиндров и горизонтальных сечений, определяют локальную порозность и газопроницаемость шихтовых материалов, теплоемкости потоков материалов и газов и их соотношение, которое поддерживают равным заданной величине для каждого локального объема, причем локальную пороэность определяют по ослаблению интенсивности пучка у-излучения, направляемого в горизонтальных сечениях по параллельным ходам, касательным к каждому вертикальному коаксиальному цилиндру, по Формуле1546499 6 К =1, где 10 Р= 1 пКР где правильного определения массового расхода материала - его пороэность.Температуру и скорость движения газового потока определяют с помо 5 щью, например, импульсного термоанемометра,Теплоемкость потока шихты определяется зависимостью= Р(1 - Е ) м "; Сю- кажущаяся плотность шихты;ч , - скорость движения материала (шихты) в -м кольцевом цилиндре;С - теплоемкость шихты;- локальное значение порозности в данном объеме печи;Р 1 - площадь локального потока,Иэ этой формулы следует, что правильное локальное значение теплоемкости потока материалов может быть 25получено лишь с учетом локальногозначения порозности материала,Газопроницаемость (ЬР) шихтытакже в значительной степени определяется порозностью материала. Поскольку дР определяет параметры газового потока, поступающего в печьи отводимого через различные устройства 2,3 ввода и отвода газов, тознание и сопоставление с Ь Р локаль-,35ного значения пороэности шихты позволяет осуществить точное управлениегазопотоками в каждом локальномобъеме.Вывод формулы определения пороз 40ности.На фиг2 представлено вертикальное, на фиг. 3 - одно из горизонтальных сечений шахтной печи. Объемпечи 1, ограниченный уровнем засыпи, 45уровнем фурм и стенками печи 1 делят на заданное для данной печи число вертикальных максимальных зон,границы между которьии обозначеныпозицией 10, и горизонтальных сечений 11.На фиг, 1 показана схема измеренияпорозности. Шахту печи 1 в выбранномгоризонтальном сечении просвечиваютпучком ъ излучения по параллельнымхордам 1-1, 2-2п-п, касательнымк коаксиальным зонам, Коэффициентослабления интенсивности у-излучения К описывается формулои р - массовый коэффициент ослабления у-излучения, известная и постоянная величина для исследуемых материалов2шихты, см /г (иэменение р сизменением химсостава шихты в процессе известно);а - толщина просвечиваемого слояшихты, в данном случаедлина хорды (толщина футеровки печи учитывается отдельно), см;- плотность материала, г/см3 Для хорды 1-1 определяют К, =РА1, откуда Но о - это насыпная плотность сручетом порозности, для хорды 1-1 р, = р (1 - Я,). Насыпная плотность , достаточно объективная и усредненная величина, так как хорда 1-1 проходит через края и центр кольцевой эоны. Затем по хорде 2-2 полу- чают где о - усредненная плотность по1 1хорде 2-2,Иэ выражения для К получаем 1 пК = 2 р,а(1) +На.г(2); 1 пКу 1 А, а(1)- ч а,Ланалогично для хорды 3-3 1 пК - 2 р(р, аз(1) + уаа э(2) ) В общем виде для хорды и-и величина пороэности равна: 1 пК - 2 р(;, 1,- а(1Е=1.ап 1 Е- пороэность на -й хорде;К - коэффициент ослабления ьизлучения материаломна -й хорде;у. - плотность по хордам при1от 1 до,п;й,6 (и) - длина отрезков хорд прий5от 1 до п, см.Расчеты, проведенные применительнок шахтной печи губчатого железа БИК(базовый объемный) позволяют заключить, что способ работы позволяетулучшить на 15-203 качество готовойпродукции, на 10-153 увеличить производительность печи, на 8-1 07. сократить расход природного газа,15Формула изобретения Способ ведения теплового процесса в шахтной печи преимущественно с газораспределительньи. устройством и загрузочным аппаратом, включающий определение в кольцевых зонах колошника параметров потоков шихты и газа, их сравнение с заданными значениями н их поддержание за счет управления 25 потоками, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества готового продукта, повышения производительности и экономии топлива, определяют локальнуюпорозность и Разо проницаемость шихтовых материалов и используют ихпри определении тепло- емкости потоков материалов и газов, определяют их соотношение в локальных объемах, ограниченных вертикальными коаксиальньвчи цилиндрическими или горизонтальными сечениями, и поддерживают это соотношение равным заданному для каждого локального объемапри этом локальную порозность определяют по ослаблению интенсивности пучка у-излучения; направляемого в горизонтальных сечениях по параллельньж хордам, касательным к вертикальным коаксиальным цилиндрам по ФормулеЬ - порозность в -м кольце;- коэФФициент ослабленияу-излучения на -й хорде;- насыпная плотность похорде при 1иь фЙ (п) - длины отрезков хорд при1. = 1.п - 1 и прии, см, 5 ЙЬ 4991546499 Составитель Л. СавеТехред А;Кравчук орректор С. Че Редактор Т, Л ореик роизводственно-издательский комбинат "Патент" 01 жгород агари Заказ 57 Тираж 500 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5