Устройство для обработки агломерационной шихты паром

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ ПАРОМ в барабане-окомкователе , содержащее узел подачи пара в виде кол; лектора с паро- ПОДВОДЯ1ЦИМИ трубками, разделенного перегородкой на две камеры, и установленный на входе в коллектор соосно с ним узел распыления воды, выпол ненный в виде трубы Вентури, в узкой части которой расположен штуцер для подвода воды, отличающеес я тем, что, с целью увеличения производительности и улучшения качества агломерата, коллектор наклонен на угол 1-3 к горизонтальной плоскости в сторону загрузки, а между торцом коллектора со стороны загрузкии срезом перегородки образована щель, площадь которой равна 0,5-1,0 площади поперечного сечения коллектора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

118 А (51) С 22 В 1 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ И ОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

I (2I) 3520078/22-02 (22.) 13. 12. 82 (4б) 15.08. 84. Бюл. Р 30 (72) В. И. Логинов, Г ° M. Платонов, В.Г.Ткаченко, М.Г. Бойко, N.A.Пейт— лин, В.Г.Сальников, В.A.Mèøàòêèí и П.М.Агеев (71) Днепродзержинский индустриальный институт им. M.И.Арсеничева (53) б22.781(088.8) (5á) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 939573, кл. С 22 В 1/24, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 821514, кл. С 22 В 1/24, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ АГJIONEPAIJHOHHOA DIHXTbI IIAPOM в барабане-окомкователе, содержащее узел подачи пара в виде коллектора с пароподводящими трубками, разделенного перегородкой на две камеры, и установленный на входе в коллектор соосно с ним узел распыления воды, выпол ненный в виде трубы Вентури, в узкой части которой расположен штуцер для подвода воды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности и улучшения качества агломерата, коллектор наклонен на угол 1-3 к горизонтальной плоскости в сторону загрузки, а между торцом коллектора со стороны загрузки. и срезом перегородки образована щель, площадь которой равна 0,5-1,0 площади поперечного сечения коллектора.

1108118 происходящее переувлажнение сформированных гранул шихты в конце процесса окомкования приводит к ухудшению качества сгранулированной шихты, снажению ее газопроницаемости, следовательно, и к потерям производства агломерата.

Целью изобретения является увеличение производительности, улучшение качества готового агломерата.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для обработки агло— мерационной шихты паром в барабанеокомкователе, содержащем узел подачи пара в виде коллектора с пароподводящими трубками, разделенного пе регородкой на две камеры, и установленный на входе в коллектор соосно с ним узел распыления воды, выполненный в виде трубы Вентури, в узкой части которой расположен штуцер для подвода воды, коллектор наклонен на угол 1-3 к горизонтальной плоскости в сторону загрузки, а между торцом коллектора со стороны загрузки и срезом перегородки образована щель площадь которой равна 0,5-1,0 площади поперечного сечения коллектора.

Такое конструктивное решение обеспечивает нагрев шихтовых материалов насыщенным паром или парогазоводяной эмульсией до необходимой температуры, распределение избытка увлажнителя и конденсата в начале зоны увлажнения, надежную работу и хорошее диспергирование увлажнителя в парогазовой смеси, а также рациональное использование длины барабана-окомкова= теля, На фиг. 1 показано устройство для обработки агломерационной шихты паром, на фиг. 2 — разрез A-A на фиг.1

Коллектор сварен из швеллеров

Р 20 1 и 2 длиной 5 м. Между швеллерами 1 и 2 установлена перегородка

3, выполненная из металла 10 мм и разделяющая коллектор на две камеры: верхнюю 4 и нижнюю 5. К швеллеру, образующему нижнюю камеру, приварены.пятнадцать сопел б, изготовленных из трубы ф 2, Весь коллектор наклонен в сторону загрузки на 2,5О к горизонту и закреплен в подшипнигрузки подшипник установлен на течке

9, а со стороны загрузки опора закреплена на кожухе 10 барабана-окомкователя 11. Верхняя и нижняя камеры соединяются щелью 12, образованной срезом перегородки 3 и наглухо заваренным торцом коллектора. Величина

Наклон парового коллектора в сторону загрузки необходим для создания надежного стока конденсата и

Изобретение относится к черной металлургии, к подготовке сырья к доменной плавке, в частности к агломерационному производству.

Известное устройство для нагрева и увлаждения шихты, состоящее из кол- 5 лектора, проложенного в смесителе аралдельно водяной трубе. Коллектор имеет пять-шесть отводов, концы которых находятся в шихте. Устройство включает узел подачи пара в виде кол- 1О лектора с пароподводящими трубками

U- образной формы С11.

Недостатком устройства является то, что при использовании насыщенного пара или парогазоводяной эмульсии 5 основная масса конденсата и избыток увлажнителя IIo ходу раздачи попадут B слой шихты, процессы окомкования которой уже завершены, Это способствует снижению прочности гранул, увели- о чению их влажности и усложнению ведения процесса окомкования на оптимальном уровне.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для обработки агломерационной шихты паром в барабане-окомкователе, содержащее узел подачи пара в виде коллектора с пароподводящими трубками, разделенного перегородкой на две камеры, и установленный на входе в коллектор соосно с ним узел распыления, воды, выполненный в виде трубы Вентури, в узкой части которой расположен штуцер для подвода воды С21. 35

Недостатком известного устройства является применение форсунок тонкого распыления для насыщения продуктов сжигания газообразного топлива парами воды, которые при работе в анало- 40 гичных условиях нуждаются в периодической очистке от накипи и грязи.

Кроме того, конструкция коллектора обеспечивает подачу 60-70% теплоносителя, обогащенного парами воды, на 45 участке, равном всего 20-30Ъ длины барабана окомкователя. Такая черезмерная концентрация увлажнителя и теп лоносителя ухудшает качество окомкования. При этом концентрация газа теплоносителя на ограниченном участке длины барабана окомкователя сопровождается увеличением скорости газоковых опорах 7 и 8. Со стороны завого потока, что интенсифицирует на= грев шихты на этом участке и снижает степень завершенности теплообменных процессов между газом и шахтой. Поэтому потоком газа уносится большое количество тепла, не усвоенное шихтой, Расположение коллектора вдоль щели 380 см, что равно 1,0 площади горизонтальной оси вращения барабана- 6О поперечного сечения коллектора. окомкователя создает сток конденсата и увлажнителя в сторону разгрузки.

В связи с этим известное устройство не обеспечивает подачу избытка воды и конденсата в начало зоны увлажнения 65

11О8118

Таблица 1

Количество увлажнителя по длине коллектора

Угол наклона коллектора

0,1 0,2 ) 0,3 (0,5 ) 0,75

100 100 70

130 60 20

0"00

1 00

2о 00

3 00

170

200

200

120

200

350

40 40

30 20

20 Q

100

220

370

2 2 0

90

390

5 00

100

250

380 избытка увлажнителя из верхней камеры в зону начала окомкования.

Полученная пароводяная смесь из устройства для диспергирования воды, избыток увлажнителя и неизбежно появляющийся конденсат попадает в верхнюю камеру 4. При использовании наклонного в сторону загрузки шихты коллектора жидкая фаза стекает по перегородке 3 и через щель- 12 и сопла 6 попадает в зону начала увлажнения. Следовательно, применение двухкамерного коллектора, наклоненного в сторону загрузки, исключает возможность попадания конденсата и увлажнителя в зону упрочнения гранул, что улучшает условия окомкования.

Таким образом, наклон коллектора на 1-3 к горизонту в сторону загрузки обеспечивает надежный сток конденсата и избытка увлажнителя.

В результате испытаний установлено, что зона подачи увлажнителя в слой шихты при использовании прототипа составляет 20-30%, что черезмерно интенсифицирует процесс увлажнения. Наклон коллектора от 3 до 1 позволяет подать на участке примерно 2/3 длины барабана 90-94Ъ увлажнителя. Уменьшение угла наклона коллектора приводит к тому, что 20% увлажнителя попадает в зону, где происходит упрочнение гранул, а это снижает прочность последних и увеличивает выход нежелательных крупных фракций (+10).

Размер щели между торцовой стенкой коллектора и обрезом перегород.ки может изменяться от 0,5 до 1,0

При угле наклона 1-3 в зону на -чала окомкования попадает 65-80% увлажнителя, что позволяет добиться интенсификации процесса грануляции агломерационной шихты.

Увеличение угла наклона свыше 3 не ухудшает условий увлажнения и грануляции шахты. площади поперечного сечения. Если щель, соединяющую камеры, выполнить меньше 0,5 площади поперечного сечения, в верхней камере образуется про тиводавление, что ухудшает условия ,увлажнения пара водой в трубе Венту-. ри. Увеличение величины щели свыше

1,0 площади поперечного сечения коллектора приводит к распределению влаги в конец зоны окомкования, )О что ухудшает условия грануляции и снижает прочность гранул, Исследование оптимальной величины щели и влияния угла наклона коллектора на распределение увлажнителя 5 по пароподводящим трубкам проведено на холодной модели с заменой пара воздухом, Труба Вентури одним концом подсоединена к коллектору, а другим к воздуходувке.

В качестве контролируемого параметра при исследовании влияния угла наклона коллектора На распределение увлажнителя по пароподводящим трубкам по длине коллектора использовалось массовое количество увлажнителя, выходящее. через каждуюпароподводящую трубку. При продолжительнос- ти каждого опыта 3 мин и расходе воздуха 5 м /мин угол наклона коллектора изменяли от 0 до 5О . Результаты опытов приведены в табл. 1. Данные опытов показывают, что при горизонтальном положении коллектора в начало окомкования подается около 50Ъ всего увлажнителя, а другая половина

35 попадает в зону упрочнения гранул, что отрицательно влияет на качество окомкования.

При исследовании влияния величины щели на качество диспергирования увлажнителя в устройстве для увлажне-.

60 ния пара водой и распределения воды по длине коллектора в несущий поток воздуха подавали увлажнитель (воду) в количестве 75 г/м, Качество диспергирования воды

65 зависит от скорости потока газа в

1108118

Таблица 2

Распределение увлажнителя по пароподводящим трубкам

Величина щели

Давление в узкой части тру. бы Вентури, мм вод.ст.

90

290

)50

150

0,1

270

0,2

100

20

0,5

-200

90

250

-250

250

100

1,0

200

-270

-270

120

2,0

100

5 0

90

150

ВНИИПИ Заказ 5840/18

Тираж 603 Подписное филиал ППП "Патент", r.Ужгород,ул.Проектная,4 узкой части трубы Вентури, Чем больше скорость потока, тем лучше диспергируется вода, но так как от скорости потока зависит и разряжение в узкой части трубы Вентури, то по Величине разряжения можно судить о скорости потока и качестве диспергироКак видно из полученных данных, 30

-оптимальная величина щели находится в пределах 0,5-1,0 величины поперечного сечения. Уменьшение величины щели сопровождается увеличением:, сопротивления в верхней камере, что 35 приводит к уменьшению скорости потока газа в узкой части трубы Вентури, а следовательно, к ухудшению диспергирования воды, Увеличение величины щели свыше 1,0 площади поперечного сечения коллектора приводит к рас„ пределению влаги в конец зоны окомкования,что ухудшает условия грануляции.

Предложенное устройство в отличие от известного позволяет повысить вания, Наиболее высокое разряжение в узкой части трубы Вентури соответствует наиболее высокой скорости потока.

Данные эксперимента сведены в табл. 2 °

i эксплуатационную надежность устройства для мелкодисперсного распыления воды в струе перегретого пара либо парогазовой смеси, что обеспечивает получение насыщенного пара или парогазоводяной эмульсии; использовать насыщенный пар или парогазоводяную эмульсию для процесса нагрева и увлажнения агломерационной шихты в барабане-окомкователе, не снижая качественных характеристик процесса окомкования, за счет подачи конденсата и избытка увлажнителя в зону начала увлажнения; Равномерно распределить тепло по всей длине барабана окомкователя.