Способ спекания агломерата и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 1021185 09) 27 В 21/О В 1/ ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕНЕТЕЛЬСТВУ И АНИЕ 1(71) Украинский государственныйинститут по проектированиюметаллургических заводов(54) СПОСОБ СПЕКАНИЯ АГЛОМЕРАТА ИУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ спекания агломерата,включающий укладку слоя шихты наподвижную решетку, его зажиганиеи фильтрацию газов через слой с распределением по ширине решетки, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью оптимального распределенияскорости .газов по ширине агломашины,распределение газов по ширине осуществляют путем формирования подрабочей ветвью решетки, вдоль ее периферийной части, слоя зернистыхматериалов, коэффициент сопротивле.2 и 3, отем, что н ахи,спекания относится к получениюго сырья и можететени гичес Изометаллбыть пдля пол последн ключается в именено преимущественноучения агломератов в чернойой металлургии,ичного прик ервых и 4-5 т К АВТОРСКОМУ ния которого изменяют обратно пропоционально изменению коэффициента сопротивления спекаемого слоя по егоширине и длине за счет изменения высоты распределительного слоя преимущественно в пределах 0,1-1,5 высотыспекаемого слоя, при этом ширинураспределительного слоя изменяют впределах. 0,019-0,2 ширины спекаемогослоя.2. Устройство для, спекания агломерата, содержащее решетку, размещенную над дутьевыми камерами,средства укладки иихты и гори, о т "л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью оптимального выравнивания скорости газов по ширине агломашины,оно снабжено направляющими элементамиустановленными под рабочей ветвьюрешетки вдоль ее периферийной частина дутьевых камерах.3. Устройство по .п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что направляющие элементы выполнены в виде коробас бортом, ребрами я разгрузочным окном, размещенным у задней поперечнойстенки дутьевой камеры,4. Устройство по пп тличающееся аавляющие элементы выполнены реш Известен способ селированием первых вакуум-камер. Способ том, что засчет час тия шибе 1 ов на двухпоследних вакуум-камерах осуществляют выравнивание скорости просасываемого воздуха по длине агломашины, При этом растет производительность агломашины и снижается удельный рас" ход электроэнергии за счет умень- щения подсосов, преимущественно, на торцах и увеличения количества проса. сываемого воздуха через центральную часть машины.К недостаткам известного способа следует отнести то, что он не обеспечивает перераспределения воздуха по ширине агломашины.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ спекания шихты, включающий укладку слоя шихты, зажигание и Фильтрацию газов через слой с распределением его по ширине решетки. Слой шихты перед зажиганием делят продольной щелью на две части и разрежение регулируют раздельно под каждой чаетью с помощью шиберов, установленных соответственно на правой и левой вакуум-камерах,Недостатками данного способа является то, что уменьшается удельная производительность агломашины за счет снижения вертикаЛьной скорости спекания, так как у бортов спекатель" ных тележек наблюдается резкое увеличение просасываемого воздуха преимущественно за счет образования щелей вдоль бортов при усадке сгекаемого слоя, а выполнение в слое шихты продольной щели на глубину 4/5 высоты слоя дополнительно снизит количество воздуха, просасывае" мого через спекаемый слой в единицу времени за счет падения вакуума и отрицательно повлияет на удельный съем. Кроме того, снижается производительность агломашины за счет уменьшения выхода годного, так как на участках спекаемого слоя, прилегающих к выполненной продольной. щели, спекания происходить не будет, что подтверждается опытом работы агломашины с нижним дутьем в цветной металлургии. Например, при образовании канального хода газов (продува) в неплотном участке спекаемого слоя, образовавшийся канал проходит над всеми дутьевыми камерами по всей длине агломашины, При этом шихта вокруг канала не спекается и давление в каждой дутьевой камере падает 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 при проходе над ней канала. Явно вы.раженная неравномерность спеканияпо ширине слоя (происходит опережение зоны спекания у бортов и в центре слоя) затрудняет определение закон- оченности процесса спекания, так какнет явного максимума, например, температуры отходящих газов .в предпоследней вакуум-камере (происходитусреднение температуры), освещенности последних вакуум-камер и т.д.,что увеличивает вероятность недопека (снижается качество) или недоиспользование полезной мощности агломашины (снижается производительность),Целью изобретения является оптимальное распределение газов по ширине агломашины.Поставленная цель достигаетсятем, что в способе, включающем укладку слоя шихты на подвижную решетку,его зажигание и Фильтрацию газовчерез слой.с распределением по шири-.не решетки, распределение газов поширине осуществляют путем формирования под рабочей ветвью решетки,вдоль ее периферийной части, слоязернистых материалов, коэффициент сопротивления которого изменяют обратно,пропорционально изменению коэффициента сопротивления спекаемого слоя поего ширине и длине за счет изменениявысоты распределительного слоя преимущественно в пределах 0,1-1,5 высотыспекаемого слоя, при этом ширинураспределительного слоя изменяют впределах 0,019-0,2 ширины спекаемогослоя под рабочей ветвью решетки.Устройство для осуществления данного способа, содержащее решетку,.размещенную над дутьевыми камерами,средства укладки шихты и горн, снабжено направляющими элементами, установленными под рабочей ветвью решетки,вдоль ее периферийной части на дутьевых камерах.Направляющие элементы выполненыв виде короба с бортом, ребрами иразгрузочным окном, помещенным узадней поперечной стенки дутьевойкамеры.Направляющие элементы выполненырешетчатыми.На Фиг.1 показана агломашина,общий вид; на фиг.2 - разрез А-Ана Фиг.1; на фиг.З - то же, ко с рвшетчатыми направляющими; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.5 -5 102 узел 1 на Фиг,2; на Фиг.6 - узел П на Фиг,2; на Фиг.7 - узел Ш на фиг.3.Известно, что распределение просасываемого воздуха по ширине и длине агломашины происходит неравномерно, Резкое повышение просасываемого воздуха наблюдается у бортов, Например, изменение коэффициента избытка воздуха в 6 в направлении к периферийной части слоя может достигать от 1,1 - 1,3 в средней части до 3,5-4,0 и более у борта.Происходит это преимущественно. за счет образования щелей между бортом и шихтой при усадке спекаемого слоя и резкого уменьшения коэф 1фициента сопротивления К периферий" ной части спекаемого слоя.В начальный период спекания у бортов воздуха просасывается больше, в средней части слоя - меньше. В средней части машины наблюдается рост количества просасываемого воздуха как в средней части слоя (снижается коэффициент сопротив 11ления К 1), таки у бортов (снижается коэффициент сопротивления К ). Причем рост количества просасываемого воздуха у бортов превышает рост количества просасываемого воздуха в средней части слоя (за счет существенного и ускоренного снижения1 К , по сравнению со. снижением К ). Например, над 10-12 вакуум-камерами агломашины АКИкоэффициент избытка у бортов о. = 4,0 (достигает ;максимума). при о = 1,3 в средней части слоя. Затем тенденция превышения коэффициента избытка воздуха 1 у бортов по сравнению со средней частью слоя ослабевает. Нацример, над вакуум-камерой Р 17 (в тех же условиях) коэффициент избытка воздуха о 6, = 3,6 и о 6 = 2,8 соответственно у бортов и в средней части слоя. На последних вакуум-камерах по достижении зоной спекания решетки коэффициент избытка воздуха практически идентичен у. бортов и . в средней части слоя. Шихту укладывают на.перемещаемые спекательные тележки, зажигают и спекают с помощью фильтрации газов через слой ,шихты. Под рабочей ветвью решетки вдоль ее периферийной части, формируют распределительный слой из зернистых материалов. Распределительный слой формируют преимущественно из 1185 6 частиц спекаемого материала, выпадающих через щели решетки рабочей ветви агломашины в процессе спеканияКоэффициент сопротивления распределительного слоя К изменяют обратно пропорционально изменению коэффициента сопротивления периферийной части спекаемого слоя К , что позволяет осуществлять оптимальное распределение скорости фильтрации газов по ширине агломашины (под оптимальным распределением скорости Фильтрации понимают такое ведение процесса спекания, когда зона спекания одновременно по всей ширине спекания слоя достигает решетки спекательных тележек),Сопротивление распределительного слоя увеличивают (уменьшают) за счет 5 Ю 15 20 изменения его высоты, преимущественно в пределах 0,1-1,5 .высоты спекаемого слоя, таким образом, чтобй соблюдалась равенство К+ К = Кна периферийном участке спекаемогослоя. При этом нижний предел относительной высоты распределительногослоя (0,1) выбирают из учета соотношения сопротивлений спекаемого и распределительного слоев .(сопротнвления 25 30 камерами 8. Яиз балок спекательныхтележек может быть снабжен защитными элементами 9. Под .рабочей ветвьюрешетки на дутьевых камерах уста-новлены направляющие элементы 10,выполненные, например, в виде. короба11 с бортом 12, ребрами 13 и разгрузочным окном 14, помещенным у задней 55 реальных шихт существенно различают"ся) и начала резкого увеличения коэфФициента избытка воздуха Ыверхнийпредел относительной высоты распределительного слоя (1,5) выбирают иэучета соотношения сопротивлений спекаемого и распределительного слоеви максимального значения коэффициентаизбытка воздуха Ы у борта машины.Йирина распределительного слояопределяется существенным изменениемкоэффициента избытка воздуха по ширине спекаемого слоя, например от 2, 5-3,0до 3,8-4,2 и в пересчете может составлять 0,01 9-0, 2 ширины спекаемого слоя.Я Фустройство содержит средства укладки постели и шихты 1 и 2, зажигательный горн 3, спекательные тележки4 с решеткой 5, продольными и попе, речными балками 6 и 7. Спекательныетележки перемещают над дутьевыми10 20 25 30 35 40 45 50 55 поперечной стенки 15 дутьевой камеры,Направляющие элементы могут быть выполнены, например для изменения высоты слоя по ширине, поворотными(см, узел Т 1).Направляющие элементы могутбыть Выполнены в виде решетки 16,"живое сечение" которой сопоставимос живым сечением решетки машины.1Для уменьшения переуплотнения распределительного слоя 17, формируемогопреимущественно,из материалов обрабатываемого слоя 18, направляющиеэлементы могут быть установлены суклоном в сторону разгрузочного окна.Для периодического обновления распределительного слоя устройство мо- .жет быть снабжено поворотным эле"ментом 19.Реализацию способа осуществляют спомощью описанного устройства.Устройство выполняют, например,в объеме, показанном на фиг.1, 3,4 и 7, Исходя из заданных условийспекания особенности шихтовых материалов, вакуума под решеткой рабочейзоны машины), определяют экспериментально по известной методике коэф-,фициенты сопротивления спекаемогослоя. Определяют коэффициенты сопротивления распределительного слоя.На перемещаемые над дутьевыми.камерами 8 спекательные тележки 4укладывают с помощью средств 1 и 2постель в 1 пихту. С помощью горна 3шихту зажигают и осуществляют спекание за счет фильтрации газов через перемещаемый слой.В связи с.тем, что потери напорапо ширине спекаемого слоя одинаковы,а скорость фильтрации газов у бортовбольше за счет меньшего сопротивления у борта сопротивление распределительного слоя 17 увеличивают обратно пропорционально изменению сопротивления спекаемого слоя. 18 по ширине и длине эа счет изменения .высоты распределительного слоя 17,преимущественно в пределах 0,1-1,5высоты спекаемого слоя. Ширину распределительного слоя изменяют в,пре"делах 0,019-0,2 Ширины спекаемогослоя (ширина спекаемого слоя можетизменяться от 2 м до 6 м и более).С помощью элементов 19 осуществляют периодическое обновление распределительного слоя без остановкиагломашины,При одностороннем отсосе газов.и больших скоростях фильтрации сопротивление распределительного слояна стороне отсасывающих патрубковвакуум-камер может быть увеличено сучетом неравномерности поля скоростей на входе в вакуум-камеры.П р и м е р 1. Высота спекаемогослоя 270 мм. Потери напора в слое800 мм вод. ст. В зависимости отпревьппения сопротивления спекаемогослоя в средней части по отношениюк сопротивлению у бортов соотношениескоростей составит: в начальный период спекания - 1,05 при скоростифильтрации в.центре слоя - 0,46 м/с;у бортов - 0,48 м/с; в.средней частиагломашины - 5,0 при скорости фильтрация в центре слоя - 0,5 м/с;у бортов - 2,5 и/с; в хвостовой части агломашины - 2,5 при скоростифильтрации вцентре слоя - 0,8 м/с;у бортов - 2,0 м/с,Для выравнивания скоростей фильтра"ции по ширине слоя над периферийнойчастью спекаемого слоя формируютраспределительный слой материала.При формировании распределительногослоя из частиц спекаемой шихты иширинеспекаемого слоя 2 м параметрыраспределительного слоя имеют следующие значения,Начальный. период спекания: высота27 мм, т.е, 27/2700,1, ширина600 м 0,02 = 120 мм,В средней части агломашины: высота - 260 мм, т,е, 2600,96, ширина270120 мм,В хвостовой части агломашины; вы 230сота - 230 мм, т,е. 270 0,85 ширина - 120 мм,П р и м е р 2, Высота спекаемого слоя 270 мм. Потери напора в слое 600 мм вод.стВ зависимости от превышения сопротивления спекаемого слоя в средней части по отношению к сопротивлению у бортов соотношение скоростей составитф в начальный перид спекания 1,1, при скорости фильтрации в центре слоя - 0,45 и/с, у бортов,5 м/с.В средней части агломашины при скорости фильтрации в центре слоя 0,6 м/с, у бортов - З,б м/с.В .хвостовой части агломашины -2,7 при скорости фильтрации в центре слоя - 0,87 м/с, у бортов -2,35 и/с. 2000 х 0,2400 мм. В средней части агломашины: вы 262 сотамм, т.е. - = 0,97, шири 20 на - 400 мм. 25 В хвостовой части агломашины: высота - .232 мм, т.е. 232 - 0,86,270 ширина - 400 мм, 30 Для выравнивания скоростей фильтрации по ширине слоя под периферийной частью спекаемого слоя формируют распределительный слой материала. 10 При формировании распределительного слоя из частиц спекаемой шихты и ширине спекаемого слоя 2 м параметры распределительного слоя имеют следующие значения. 15Начальный период спекания: высо 51па - 51 мм т.е. 270 019, ширинаГазопроницаемость распределитель-. ного слоя может быть выше спекаемого слоя за счет выноса газом пылеватых фракций из распределительного слоя при его формировании под спекаемым слоем.Исследования показывают, что оптимальный верхний предел отношения высоты распределительного слоя к вы" соте спекаемого слоя может быть равен 1,5.Данное техническое решение харак" теризуется по сравнению с известными решениями следующими особенностями,Увеличивается удельная производительность агрегата за счет повышения расхода воздуха через слой спекаемой шихты без замены дутьевой машины при уменьшении продувов у бортов за счет усадки спекаемого слоя и приставочного эффекта одновременно уменьшаются потери технологического воздуха через продольные уплотнений машины и через зазоры между бартами смежных спекательных тележек)Появляется возможность повысить качество агломерата за счет осуществления спекания с более высоким слоем.1021185 Редактор Л,Письман рректор ИЛож ед Л. Сердюкова 79 Подписное и ГКНТ СССР суд роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж 10 ул. Гаг ЗаВНИИПИ Тираж 57 брственного комитета по изобр113035, Иосква, Ж, Рауш ениям и открытия кая наб д. 4/5