Способ управления термообработкой окатышей на конвейерных машинах

 

Изобретение относится к области подготовки железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству окатышей. Целью изобретения является снижение расхода топлива и улучшение качества готовой продукции. Управление термообработкой окатышей на конвейерных машинах с завершением процесса при сжигании газа в слое включает регулирование концентрации кислорода в направляемых в переточный коллектор отработанных газах в пределах 14 - 19% расходов сжигаемого в слое топлива и подаваемого в первую зону охлаждения воздуха, а также изменение температуры отходящих газов из последней вакуумной камеры в пределах 250 - 700°С, причем при понижении (повышении) этой температуры на каждые 25° от исходной увеличивают (уменьшают) расход сжигаемого газа в слое топлива на 0,01 - 0,03 м<SP POS="POST">3</SP>/м<SP POS="POST">3</SP> воздуха горения, и на каждый процент понижения (повышения) содержания кислорода в газе в переточном коллекторе увеличивают (уменьшают) расход поступающего в него отработанного воздуха охлаждения на 20 - 70 м<SP POS="POST">3</SP>/т окатышей. Оптимизация концентрации углерода в горючей смеси по величине температуры окатышей на подходе к фронту воспламенения топлива и величины подаваемого в коллектор отработанного воздуха охлаждения позволяет повысить производительность процесса обжига и улучшить качество окатышей. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕ TCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 22 В 1/10, 1/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1„ с ъ, )

43 Q

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4696544/02 (22) 10.03.89 (46) 30.08.91. Бюл. N". 32 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники и

Производственное объединение "Уралмаш" (72) А.П.Буткарев, P.Ô.Êóýíåöîâ, В.Н.Семичев, Б.И. Фефелов, В,А.Тверитин и А.В. Некрашевич (53) 669.1:622.782.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1501519, кл, С 22 В 1/20, 1987. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕРМООБРАБОТКОЙ ОКАТЫШЕЙ НА КОНВЕЙЕРНЫХ

МАШИНАХ (57) Изобретение относится к области подготовки железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству окатышеи. Целью изобретения является снижение расхода топлива и улучшение качества готовой продукции. Управление термообработкой окатышей на конвейерных машинах с завершением процесса при сжигании lаза в слое включает регулирование

Изобретение относится к подготовке железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству окатышей.

Цель изобретения — снижение расхода топлива и улучшение качества готовой продукции.

На чертеже представлена принципиальная схема обжиговой конвейерной машины — участок с зоной слоевого сжигания топлива..... Ж,, 1673612 А1 концентрации кислороде в направляемых в переточный коллектор отработанных газах в пределах 14-19,(расходов сжигаемого в слое топлива и подаваемого в первую зону охлаждения воздуха, а также изменение температуры отходящих газов иэ последней вакуумной камеры в пределах 250-700 С, причем при понижении (поеышении) этой температуры на каждый 25 С от исходной увеличивают (уменьшают) расход сжигаемого газа в слое Tollëèâà на 0,01-0,03 м /м воздуха горения и на каждый процент понижения (повышения) содержания кислорода в газе в переточном коллекторе увеличивают (уменьшают) расход поступающего в него отработанного воздуха охлаждения на

20-70 м т окатышей. Оптимизация концен3 тра ции углерода в горючей смеси по величине температуры окатышей на подходе к фронту воспламенения топлива и величины подаваемого в коллектор отработанного воздуха охлаждения позволяет повысить производительность процесса обжига и улучшить качество окатышей. 1 ил.

Окислительный (восстановительный) обжиг железорудных окатышей с использованием метода сжигания топлива непосредственно в обрабатываемом слое является самым действенным и экономичным способом применения тепла окисления углерода на заданных горизонтах слоя окатышей (гарантия высокого качества продукции при минимальном расходе топлива) и формирования высокотемпературного переточного

1673612

55 газа-рециркулята с пониженным содержанием кислорода. Однако организация управляемого процесса сжигания топлива по сравнению с его традиционным сжиганием в свободном объеме требует дополнительного решения сложных задач, К ним относятся: создание стабильного фронта и воспламенения горючей смеси на заданном горизонте слоя, обычно на границе слой— постель, при минимально допустимом содержании в смеси топлива; поддержание в переточных газах на входе в коллектор концентрации кислорода на заданном и постоянном уровне. Решение данной задачи требует оптимизации соотношения температура окатышей на подходе к фронту воспламенения топлива — содержание углерода в горючей смеси — концентрация кислорода в коллекторном газе.

Предлагаемый способ управления сжиганием топлива в слое окатышей и формировэниел1 состава коллекторного газа путем оптимизации концентрации углерода в горючей смеси по величине температуры окатышей на подходе к фронту воспламенения топлива и величины подаваемого в коллектор отработанного воздуха охлаждения имеет следующие отличительные особенности, Стабильное воспламенение горючей смеси происходит при температуре предварительного разогрева слоя окатышей (на фронте воспламенения) 650 — 850 С и концентрации кислорода в смеси 13,9-5,3%, причем минимально требуемая температура разогрева слоя (650 С) соответствует максимальной концентрации лислорода в смеси (13,9%), а максимальная температура (850 С) — минимальной концентрации кислорода (5,3%). Контроль температур окатышей на подходе к фронту воспламенения производится косвенным путем — по температуре отходящих из последней вакуумной камеры зоны рекуперации газов. Эту температуру следует поддерживать в пределах

250 — 700 С, При меньшей температуре отходящих газов (менее 250 С) температура окатышей к фронту воспламенения опускается ниже 650 С, воспламенение слоя становится нестабильным и становится возможным прекращение горения топлива в слое на его нижних горизонтах. При большей температуре отходящих газов (более 700" С) кэчество обожжен ных окаты шей уже не повышается и расход топлива на дополнительный разогрев слоя неоправданно возрастает, Состав горючей смеси следует формировать в зависимости OT температуры отходящих газов (вепичинэ которых прямо

40 пропорциональна температуре окатышей на подходе к фронту воспламенения). Изменение температуры отходящих газов на каждые 25 С от исходной (заданной для данного процесса) следует сопровождать увеличением (уменьшением) расхода сжига емого в слое топлива на 0.01-0,03 м /м воздуха горения, т,е. воздуха. подаваемого в первую дутьевую камеру зоны слоевого сжигания топлива. При изменении расхода топлива в горючую смесь на каждый 25 С изменения температуры отходящих газов на величину, меньшую 0,01 м /м воздуха горения, воспламенение топлива в слое становится нестабильным, происходит разладка и роцессэ и ухудшается качество продукции (в случае понижения температуры отходящих газов) либо без улучшения условий зажигания топлива неоправданно возрастает его расход на передел, При изменении расхода топлива в горячую смесь на каждые 25"С изменения температуры отходящих газов на величину, большую

0,03 м /м воздуха горения, неоправданно з возрастает расход топлива на передел (в случае понижения тел1пературы отходящих газов) либо вследствие нарушения стабильности восплал1енеHèÿ топлива ухудшается качество обожженных окатышей.

Стабильная работа надспоевых топливосжигэющих устройств при использовании в кэчесгве воздуха горения высокотемпературных колпекторных газов обеспечивается при концентрации в них кислорода в пределах 14- 19% . При концентрации кислорода в коппекторном газе менее 14% при его использовании дпя сжигания топлива в продуктах горения содержится метан, водород, оксид углерода. Эти газы проходят через слой и требуют по технике безопасности дожигания, что приводит к увеличению расхода топлива нэ передел. При концентрации кислорода а коппекторном газе более 19 становится невозможным получение обожженных окатышей улучшенного качествз (вюститных, восстановленных и др.). Концентрацию кислорода в коллекторном газе следует поддерживать постоянной. B то we время, как показано выше, при изменении температуры отходящих в зоне рекуперации газов изменяют расход топлива в горючую смесь т.е. коэффициент расхода воздуха горения слоя. Это обстоятельство, в свою очередь, приводит к изменению концентрации кислорода в отработанных газах.

Для поддержания постоянного содержания кислорода в газах и качества обожженных окатышей необходимо прибегать к дополнительным приемам регулировки процесса.

Для этого на каждый процент изменения

1673612

3G

55 содержания кислорода расход включаемого в коллекторный газ отработанного воздуха охлаждения следует увеличивать (уменьшать) на 20-70 м /т окатышей. При изменении расхода воздуха охлаждения на каждый процент изменения содержания кислорода в коллекторном газе на величину, меньшую

20 м /т окатышей, содержание кислорода в з коллекторном газе не достигает величины

14 (, и возрастают потери топлива на процесс вследствие химического недожога (в случае понижения содержания кислорода на входе в коллектор) либо вследствие образования свободного кислорода в обжигаемом слое ухудшается качество готовой продукции (в случае повышения содержания кислорода на входе в коллектор). При изменении расхода воздуха охлаждения на каждый процент изменения содержания кислорода в коллекторном газе на величлну, большую 70 м /т окатышей, в обжигаемом з слое появляется свободный кислород и качество продукции ухудшается (в случае понижения содержания кислорода на входе в коллектор) либо ввиду недожога топлива возрастают его затраты» а передел (в случае повышения содержания кислорода на входе в Koëf»åKòoр).

Обжиговая машина содержи» зону 1 рекуперации. BAKóóм-камерь» 2, зону 3 слоевогo сжигания, дутьевь е камеры 4, ксллекторь» 5 подачи топлив, перетсчный коллектор б, дутьевые камеры 7.

Пример. Железорудные охать!ши подвергают упрочняющему обжигу ма конвейерных»лашинах. Суп ку, подпгре»: и предварит .льный обжиг (в„рхних и сред» 1х гориэон fnf» oпся) OK3ты» pй и рo 4эвчдят т»»адиционными способами. Н . завершающей стадии r»I i .,: »эрлтeльного с»:.кига окатышей,(в зоне ð куперацли 1)1ермосбраЬегку ведут при прососе теплссситепя сверху вниз. Изме».яя вели«ину топлива, расходуеvofo ча предввритвг»ы ы.< сбжи окатышей, температуру отходящих газов в последней пс ходу движения машины вакуумной камере 2 зоны рекуг»ераши устэнавпивают равной 570 С. Пои этом к концу зоны рекуперации 1 температура ска1ышей на границе слой — постель, т.е. перед фронтом восгламенен ля, устанавливается равной

780 С. После зоны рекугерации окатышл попадак-т в зону 3 onoeeoro сжигания газа.

В дутьевые камеры 4 э ой зоны, оборудованные коллекторами 5 подачи топлива (гриродного газа), подают атмосферный воздух, перемешивают его с топливом и полученную горячую смесь через колосниковую решегку вдувают в слой окатышей.

На гран лце слой — »остель под воздействием температур 780 С происходит воспламенение горючей смеси, и ниж»»ие горизонты слоя окатышей подвергают обжигу при температуре, заданной по технологии (12201280 С), Отработанные газы с пониженным содержанием кислорода (127ь) выходят из слоя под вход переточного коллектора 6, Такие газы ввиду низкого содержания в них кислорода непригодны для сжигания топлива и поэтому разбавляются воздухом, Воздух разбавления поступает через дутьевые камеры 7, проходит через слой окатышей, охлаждая его, нагревается до 900-1000 С и на выходе иэ слоя также поступает под вход переточного коллектора 6. После смешения обоих газопотоков формируется коллекторный газ с содержанием кислорода 17 и подается на сжигание топлива в предыдущие технологические зоны.

Управление отдельными технологическими параметрами процесса сводится к следующему.

По величине температуры отходящих по вакуумной камере 2 газов регулируют содержание топлива в горючей смеси. При температуре отходящих газов 570 С содержание топлива в горючей смеси в камере 4 устанавливают равнь»м 2,4 м /м воздуха з срения, Пони>кение температуры отходящих газов в последней камере зоны рекуперации с 57» » дс 530 Ñ сопровождают повышением расхсдл топлива в горючую смесь на величину

О.".2 („; ) = 0.032 мз. м

25 где О.Ь2 м м воздуха гсрения — изменение

3 3 кс нчегтва топлива в горючей смеси на каждые 2=» С отклонения температуры отходящих Г33of» От исходной.

"In величине концен;рации кислорода в ксп-.ктсрном газе (17%) регулируют расход ве.- цуха охлаждения через камеры 7. Повыше-»ие ко»»центрации кислорода в коллекторном газе с 17 до 20 сопровождают понижением расхода воздуха охлаждения на вели ну

20 — 17 з

30 () = 90 и /т окатышей, i,0 где 30 м"/т окатышей — изменение расхода воздуха горения на каждый процент отклонения концентрации кислорода в коллекторном Газе, Описанные приемы управления могут быть осуществлены в автоматическом режиме. Для этого на машине устанавливают дат1673612

Формула изобретения л олми/о

g())Ýóх

Составитель Л,Шашенков

Редактор Л,Веселовская Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 2897 Тираж 391 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 чики температуры отходящих из эоны рекуперации газов и концентрации кислорода в коллекторном газе, регуляторы и исполнительные механизмы задвижек расхода топлива в горючую смесь и воздуха охлаждения. Сигнал измеряемого контролируемого параметра (температура, концентрация кислорода) поступает на регулятор, сравнивается с заданием и в случае рассогласования от него управляющее воздействие передается на исполнительный механизм задвижек топлива либо воздуха охлаждения. Происходит восстановление требуемых параметров процесса. Для повышения качества регулирования концентрации кислорода в горне в соответствующий регулятор вводится коррекция по расходу топлива, После обжига и охлаждения окатыши отправляют на склад готовой продукции.

Применение предлагаемого способа обеспечивает понижение удельного расхода топлива на процесс на 3-9ф,, увеличение производительности на 2 — 77О и возможность регулирования содержания FeO в готовом продукте в пределах 3,0 — 7,5, Способ управления термообработкой окатышей на конвейерных машинах с завер5 шением процесса при сжигании газа в слое. включающий изменение температуры отходящих из последней вакуумной камеры эоны рекуперации газов, регулирование концентрации кислорода в направляемых в

10 переточный коллектор отработанных газах в пределах 14-197ь, расходов сжигаемого в слое топлива и подаваемого в первую зону охлаждения воздуха, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива

15 и улучшения качества продукции, при понижении (повышении) температуры отходящих газов в пределах 250-700 С на каждые

25 С от исходной, расход сжигаемого в слое топлива увеличивают (уменьшают) на 0,0120 0.03 м /м воздуха горения, а на каждый з з процент понижения (повышения) содержания кислорода в газе в переточном коллекторе расход поступающего в него отработанного воздуха охлаждения увели25 чивают (уменьшают) на 20 — 70 м /т окатышей.